五角大樓的賭注：尋找一切可行的途徑

方陵生/編譯

五角大樓的賭注：尋找一切可行的途徑

方陵生/編譯

由DARPA提供資金、約翰·霍普金斯大學研發的假肢，可通過假肢安裝者的神經系統加以控制

●美國國防部高級研究計劃局（DARPA）正在大力推進諸如腦移植、仿生義肢等生物學領域內的研究，但一些科學家對這類研究的高風險存有疑慮。

杰弗里·林（Geoffrey Ling）在談論未來技術時，他的種種構想就像似旋風一般在房間里飛旋。在他的世界里，人們將活得比自然壽命更長；大腦意識可以下載到硬盤上，然后通過人工智能加以強化；機器人和飛行器可以通過人的思想加以控制……

“這些情景可能都會發生。未來20年的科技會讓我們眼花繚亂、目不暇接，因為我們已經開始在向這一令人難以置信的領域邁進。”他說。

DARPA志在超前

作為一名神經學家，林是美國國防部高級研究計劃局（DARPA）生物技術辦公室（BTO）主任。成立于2014年4月的BTO，其宗旨是支持一些雄心勃勃的技術開發項目，從為士兵量身打造的動力外骨骼，到可以治療精神障礙的大腦植入技術等，雖然這類設想在一些人眼里看來似乎有些異想天開。然而，DARPA正在著手啟動這類項目，其狂熱程度不亞于之前的太空開發項目。

DARPA成立于1958年，其時正是蘇聯率先向太空發射世界上第一顆人造衛星的一年之后，該機構的使命是阻止其競爭對手繼續走在美國前面。為此，DARPA在BTO的項目經理們，動輒將數千萬美元研究資金投入到他們認可的項目計劃中，甚至等不及同行評議和可行性論證等過程，與承包商合作開發這些項目，旨在彌合基礎研究成果和商業化之間的差距。

伴隨著高風險獲得可觀回報的一項戰略投資是1970年代的互聯網開發戰略。互聯網技術的成功催生了諸如先進能源研究計劃署（ARPA-E）等模仿者——ARPA-E作為美國能源部的一個分支機構，一直致力于替代能源這一高風險研究領域。

但一些人在懷疑，DARPA在物理學和計算機硬件領域獲得的成功，在生物學領域能行得通嗎？懷疑者認為，生命系統是一個復雜得多的系統，許多變數是我們目前未知的，或人工難以操縱和控制的，以及對倫理問題存在的擔憂和困惑。

得克薩斯州奧斯汀的生物政策顧問愛德華·哈蒙德（Edward Hammond）質疑，DARPA在與研究人員簽訂合同的背后往往有其隱秘的動機。“你不會知道DARPA的真正動機是什么。”簡言之，即使看似是無害的開發技術，也可能被用于戰爭目的。例如，生產環保生物燃料的合成生物技術，就可能被用來制造爆炸物，包括治愈受傷士兵的大腦刺激技術，也可以用來提高士兵的作戰能力等。

盡管如此，許多生物學家很愿意從美國國防部接受研究資金，理由是那些創新項目都是有社會需求的。林認為，DARPA很清楚人們的擔憂，因此BTO的每一個項目計劃都有一個專門的生物倫理顧問委員會。除此之外，他還指出，如果某項生物技術的出現是不可避免的，那么就盡早將它開發出來，這是DARPA的責任。“盡管有些人對未來充滿擔心，但我卻認為這是令人振奮的。”

DARPA對生物學的興趣始于2001年，即炭疽桿菌郵件襲擊事件，繼后是阿富汗和伊拉克戰爭，導致DARPA相繼在神經科學、心理學和人機接口等領域的大量投資，意在更好地幫助在戰爭中受傷的士兵。2013年，隨著生物學領域項目的激增，DARPA決定成立一個新的辦公室，年度預算為2.88億美元，由時任DARPA科學部門副主管林負責。

“對于投資大家都感興趣的一些項目，快速動起來的永遠都是軍方。”華盛頓貝靈厄姆的科學史專家喬治·戴森（George Dyson）說道。至少軍方的研究動作迅速，也沒有冗長的反思和辯論，只要看看DARPA在計算機等領域取得的成果就很能說明問題。

DARPA對美國總統奧巴馬2013年4月宣布的“腦計劃”倡議的反應就是一個很好的例子：美國國立衛生研究院（NIH）2014年為此推出了大腦神經網絡研究的十年戰略計劃；美國國家科學基金會（NSF）為與大腦研究相關的項目出臺了一個競爭計劃；而DARPA則很快向幾個與此相關的五年計劃注入了5 000多萬美元資金。

正在進行的項目

如今BTO負責的一些項目中，一個稱為“恢復主動記憶”的項目，即通過創建一個刺激大腦的裝置，旨在恢復腦損傷士兵形成記憶的能力。另一個名為“新興療法的系統神經技術”（SUBNETS）項目，是一種治療七種精神和神經系統疾病的大腦植入技術。作為第一步，這兩個項目已進入監測癲癇患者大腦活動的階段，即通過臨時植入的電極來定位患者癲癇發作的大腦部位——讓患者進行記憶訓練，或完成一些由成癮或抑郁導致受損的大腦神經通路參與的任務，同時記錄下腦電波模式。

“毫無疑問，這是一個非常有雄心的目標。”SUBNETS項目負責人之一、舊金山加州大學的神經外科醫生愛德華·張（Edward Chang）說道。“我認為，沒有人會天真地以為，這些問題在短短五年內能輕易得到解決。”很顯然，研究要取得明顯成效，仍有很長的路要走。

在DARPA，大部分的權力集中于項目經理，他們不需要通過學術界、工業界的評估和介入，他們獨自設計項目啟動計劃，邀請研究人員申請有特定目標和要求的合同，然后確定他們認為最有可能達成目標的研究團隊，并引導整個項目的進程。

如果接受資助的團隊“表現”不能符合他們的預期，資金削砍之斧就會毫不留情地砍下來。例如，2007年DARPA啟動了一個叫做RealNose的項目：開發有嗅覺受體的合成“狗鼻子”用于檢測化學武器的氣味。但該計劃實施三年后，他們發現受體蛋白在室溫下極不穩定，于是DARPA毅然砍掉了這個項目。

BTO副主任艾麗西婭·杰克遜（Alicia Jackson）說道，BTO的項目很少是被列為機密的，但DARPA資金的接受者，在研究方向自由度上肯定有一定的限制。例如，如果在研究中發現某個有趣的科學現象，他們是不能使用DARPA的資助資金去進行這類研究的。

在成功的合作模式中，林最稱道的一個例子是與新罕布什爾州曼徹斯特生物技術公司合作開發的DEKA手臂系統，該系統接收從大腦運動皮層神經傳送到斷肢殘余的部分神經系統的腦電信號，然后將這些信號轉換成附加在殘肢上的假肢做相應的動作——佩戴者可以完成一些比較復雜的動作，比如削水果，甚至還可以攀巖。該系統去年獲得了美國食品和藥物管理局（FDA）的批準，是首個能夠通過神經控制做復雜動作的假肢。

包括馬里蘭巴爾的摩的約翰霍·普金斯大學也在開發類似的假肢，目前正在患者身上測試，他們希望大腦植入技術可以將患者的意愿轉化為驅動假肢的腦電信號。

在實施DARPA的健康計劃方面，BTO正在嘗試利用能吞噬其他細菌的細菌開發抗菌藥物，以及有明顯軍事用途的能提高士兵力量和速度的外骨骼項目。其他方面，一個稱作“Narrative Networks”的項目，即研究大腦如何對不同的觀點做出反應，旨在從中尋覓和分析恐怖分子的蹤跡。包括利用合成生物學技術計劃開發一種編程生物學系統，即生產出用戶想要的任何一種化合物，以及多用途材料，如制造輕型防彈衣、強化涂料、修復傷口組織和生產更高效生物燃料的材料等。

對于DARPA取得的這些成果，費城賓夕法尼亞大學生物倫理學家喬納森·莫雷諾（Jonathan Moreno）說道：“這些成果只能證明他們之前是成功的。”因為幾乎沒有什么證據可以表明，DARPA的“快車道”途徑能夠一直勝過同行評審方法。與NSF、NIH等機構不同，DARPA的撥款并不公開，也不對項目經理確定的研究團隊和科研項目進行內部分析。

麻省理工學院的經濟學家皮埃爾·阿祖萊（Pierre Azoulay）說道：“光有指向成功的目標是不夠的。”他認為，DARPA的項目評估理念“很像當年互聯網開發的模式。”而杰克遜則認為，BTO的預算只有NIH的1%，經驗或實驗室大小等因素不在考慮之內，“誰能將工作做得更出色，我們就和誰合作。DARPA 50多年的歷史就是一個很好的記錄。”從互聯網開始，她列舉了DARPA的諸多成功事例。

DARPA“勇士機器軟甲”（Warrior Web）項目開發的外骨骼裝置，可提高士兵的體能

支持與質疑并存

那么，DARPA是否對取得的這些成功及社會影響進行過評估呢？華盛頓特區喬治敦大學的神經倫理學家、SUBNETS顧問詹姆斯·吉奧達諾（James Giordano）認為，BTO肯定做過這方面的工作（他指的是為BTO工作提供指導的倫理學家），他們的評估水平遠遠超出了給大多數NIH和NSF資助項目的審查評估（倫理評估通常只在項目開始或結束時進行）。莫雷諾對此表示認同，他說：“具有諷刺意味的是，在這些事情上，人們認為國家安全部門一直落后于民間機構，但一次又一次，國防部一直走在前面。”

戴森指出，沒有人可以保證五角大樓會在意倫理學家的擔憂，或聽從DARPA的意見，“有些技術絕對有吸引力，也容易被用于戰爭目的。”莫雷諾也認為，雖然軍方人士會謹慎考慮這類新技術對軍事的潛在影響，但令人擔心的是，在研究方向上他們的上級部門也許不會給他們太大的自由度。

就BTO的合成生物學計劃而言，五角大樓已經在討論通過細菌基因工程來清理被輻射或化學武器污染的地區，這讓人們不禁產生了這些生物體如果被釋放到被污染地區后影響周邊環境并可能導致失控的擔憂。哈蒙德認為，雖然沒有理由認為美國正在制造合成生物武器，但一些人擔心這些微生物在戰略上是很有用的，并對此感到有些擔憂。

對接受BTO資金的研究人員而言，吉奧達諾說，誰提供研究基金，誰接受研究基金，這些可能并不重要，因為任何人都可以利用最新研究成果來達到他們自己的目的。而這正是為什么林覺得DARPA需要進行有爭議的科學研究的原因。他說：“如果美國不做，別人也會做。關鍵是我們在做這些工作前應該慎重考慮，想辦法盡量減少其不良后果。”

BTO目前有11個項目經理負責多個專業領域，從傳染疾病到自然生態系統等。林計劃明年擴大BTO的規模，甚至希望涉及到古生物學和天文學等領域，其中包括應對來自外太空的可能威脅的項目，或在行星上尋覓生命存在的跡象。他說：“毫無疑問，這些將成為人類歷史上最激動人心的科學新聞。我想，由DARPA來資助是最合適的。”

林和他在BTO的同事們都陶醉在這樣的遠景規劃中。他認為越超前越好，“我們要尋找一切‘可行’的途徑，而不是總說‘這不行或那不行’。”

[資料來源：Nature][責任編輯：則鳴]