人类基因组计划通用六篇

  在人类的健康、医疗、疾病预防和医学进步方面做出贡献的医学技术无数。我选其中三项最瞩目的DNA重组技术、成像技术和计算机辅助诊断技术为例来说明。本期先来说说DNA重组技术和计算机辅助诊断技术。

  (一)DNA重组技术

  目前,许多工业和研究领域都应用生物技术,为创造更洁静的环境、提高疾病诊断与治疗、种植更茁壮的粮食作物及生产石油能源替代品做出了贡献。生产胰岛素是生物技术应用的一个最好的例子。研究人员在人体内提取出用于生产胰岛素的基因,然后把它贴附在人体消化道内的大肠杆菌的DNA上。这种细菌的细胞分裂得非常迅速,可以复制出数十亿个细菌,每个细菌的DNA上都能完好无缺地携带着生产胰岛素的人类基因复制品。就这样,无数纯净的人类胰岛素就生产出来了。这项技术生产出来的人类胰岛素制剂不但质量更好、不容易引起过敏、疗效更佳、治疗了全世界千百万糖尿病患者,而且完全取代了过去从动物(猪和牛)的胰腺中提取胰岛素的技术。人类无需再为动物胰腺的供应不足而忧虑。人们起初担心使用人类胰岛素制剂治疗糖尿病可能会有风险,但从1982年开始,这种顾虑已经得以消除。

  生物技术的其他用处,如生产疫苗和药品,在抵御传染病的斗争中起了重要作用。在发展中国家,儿童期疾病每年造成高达1300万的死亡,由于应用了新型的疫苗,疗效更好,极大地降低了死亡率。生物技术的好处比其风险要大得多。

  1997年,全世界杰出的科学家、医学专家、各相关组织和工业界代表芸集日内瓦的世界卫生组织,检讨生物技术及其与霍乱、肺结核、疟疾和艾滋病的联系。他们提出了公共建议,并为卫生管理人员,尤其是发展中国家的卫生管理人员拟定了一系列安全和伦理参考条例。

  新的DNA技术为研制有效的武器、战胜疾病打开了大门。DNA技术对全球的最大影响可以说是疫苗的研制生产。第一批疫苗是由DNA重组获得的乙肝疫苗,它通过改基因酵母研制成功,已在全球广泛应用。有了重组技术,很快就能开发出抗菌疫苗、抗寄生虫病疫苗以及新的药物。有了生物技术,药物的开发过程发生了根本改变。目前,有200多种药物正在进行临床试验,可以用来治疗许多疾病和失调,如骨质疏松、风湿性关节炎、老年痴呆症和癌症。我们看到的只是冰山的一角。还会有更多更好的疫苗和药品被研制出来。

  (二)计算机辅助诊断

  关键词:人类基因组计划 基因 伦理

  一、人类基因组计划(human genome project,HGP)概述

  人类基因组计划(human genome project,HGP)被誉为人类生命科学史上最伟大的工程,它可与人类登月计划和曼哈顿原子弹计划相媲美。随着人类基因组研究计划的飞速发展,相关伦理问题的不断凸现已引起了生命伦理学界乃至全世界的关注。

  1990年10月1日,美国正式启动HGP项目,它的主要目的是通过国际合作,构建详细的人类基因组遗传连锁图、物理图、序列和转录图,阐明人类基因组全部DNA序列,识别基因,建立存储这些信息的数据库,开发数据分析工具,研究HGP实施所带来的伦理、法律和社会问题。在HGP实施过程中,先后有来自德、日、法、英、中等5国16个实验室及1100名生物学家、计算机专家和技术人员正式加入该计划研究。

  二、中国HGP的现状

  1999年9月,我国获准参加人类基因组计划(HGP),成为参与这一计划的唯一发展中国家,承担人类整个基因组的l%的测序任务,故简称“1%项目”。我国测序的人类3号染色体短臂大约30Mb区域,这里估计有750-1000个基因,蕴藏着极大的开发资源。2001年2月,由科技部和中国科学院联合组织的专家验收确认,国际人类基因组计划中国部分“完成图”的重大成果已提前两年由我国科学家绘制完成。所有数据已递交国际基因数据库中,可被全球科学家直接免费享用。人类基因组计划中国部分的完成,表明中国在基因组学研究领域已达到国际先进水平。我国科学家对人类基因组的实际贡献率已达到1.1%。

  三、人类基因组计划所引发的伦理道德问题

  “人类基因组计划”的目标不仅从整体上阐明人类遗传信息的组成,还要识别人类基因的结构,包括所有与生殖有关的遗传疾病及其若干有遗传背景多因素疾病的相关基因,破译生命之书在人类掌握自身密码之时,也涉及到伦理、法律和其他一系列社会问题。因此,如何有效地解决这些问题,就成为社会各界都极为关心的事情。

  1 人类基因信息隐私的伦理问题

  众所周知,隐私权是人的基本权利之一。隐私被公布于众,可能给本人造成不可估量的伤害和损失,对社会的稳定与发展也不利。因此,人们都很重视隐私,隐私也在各国法律的保护范围之内。有关基因隐私问题往往成为基困组研究中伦理争论的焦点。例如,一些公司在雇用员工时会使用基因信息对存在基因缺陷的人另眼看待;因基因缺陷极易患上某些疾病的人群被保险公司打入另册。因此,在进行基因研究时必须考虑到伦理、法律和社会等问题;要尊重提供试样者及其家属的尊严和人权;研究计划必须事先接受有关行政单位的审查,必须对遗传信息进行严格的保密,对任何泄露个人遗传信息的个人或单位给予严惩;提供遗传信息者有权知道基因利用结果。

  2 基因歧视带来的伦理问题

  基因歧视与基因隐私密切相关。基因隐私权的丧失自然会导致新的社会歧视——基因歧视的产生。一旦人们认识到性状与基因有关,就会产生基于基因的歧视。可能产生所谓“好”基因歧视“坏”基因、“聪明”基因歧视“愚笨”基因等情况。通过基因研究我们可以得出:基因缺陷也有两面性。其实,人类所有的基因以及等位基因,没有“好基因”与“坏基因”的差别。导致某种疾病的等位基因,在一定的情况下确实是病因;同时也要看到,人类基因线在进化过程中一定会发生突变,就整个人类基因研究而言也是有意义的。

  1997年11月11日,联合国教科文组织通过了《世界人类基因组与人权宣言》。宣言中指出,人类基因组意味着人类所有成员在根本上是统一的,也意味着对固有的尊严和多样性的承认。象征性地说:“它是人类的遗产”。该宣言指出任何人都不应因其遗传特征而受到歧视,并致力于解决歧视问题

  3 转基因生物带来的伦理问题

  将外缘目的的基因转入生物体内,使其得到表达,这种移植了外缘基因的生物被称为 “转基因生物”。这将是一次人类求索生命奥秘的革命。但科学技术是一把双刃剑,在推动人类社会全面发展的同时,也难免给人类带来某些始料不及的后果。伦理学追求真善美,时刻提醒人们无论什么研究都不要违背人类的初衷,伦理学不阻碍科学技术的进步,但它能不断呼唤和矫正科学的“跑偏”和人类的良知,只有建立起正确地伦理道德观念,才能使科学走向美好的未来。

  回顾科技发展的历史,任何一项科学的重大发现都伴随着对于伦理道德的冲击和影响。人类基因组计划的研究以及基因技术的临床直接与每个人、每个家庭、民族乃至整个人类的发展相关联,必然引起伦理学家、法学家和社会学家的普遍关注,成为了当代科学领域的焦点,基因组学的发展对传统的伦理道德产生了深远的影响,迫使人们进行探刻的思索,在传统与现代科技的张力之间寻找新的平衡点。

  参考文献:

  [1]胡文耕.生物学哲学[M].中国社会科学出版社,2002.

  [2]李海峰.科学是一把双刃剑[M].长春出版社,1998.

  [3]陈希敏.基因技术带给人们的不仅仅是福音[J].决策探索2001,(5):38.

  摘要:人类基因组计划的研究取得了令人瞩目的成就,其成果主要表现在“四张图”上:遗传图谱、物理图谱、转录图谱和序列图谱。结构基因组学时代正向功能基因组学时代过渡,新时代的最终目的,是阐明基因组所表达的真正执行生命活动的全部蛋白质的表达规律和生物功能。中国面临着严峻的挑战,必须采取相应对策,吸收和借鉴国外在人类基因组计划研究中采用的最新技术和方法,并不断创新。

  HGP and China Own HGP

  Abstract:A great achievements has been made since the practice of HGP,the accomplishment is expressed in “four atlases”:genetic atlas,physical atlas,transcription atlas,and array atlas.The structual genomics is going into the functional genomics era,the terminal aim of the new times is expounding expressed regulation and biological function of protein that genome expressed and carried out life activity.Now China is facing an acute challenge upon how to develop its own HGP in 21th century.We must probe into its developing strategies,absorb and use the new technique and method in HGP research of other countries for reference,and make innovations continually.

  Key Words:HGP;challenge;strategy

  HGP(Human Genome Project),即人类基因组计划,通过以美国为主的全球性国际合作,在15年内发现人类所有基因,破译全部遗传信息[1]。形象地说,画出一张人体基因图,确定23对46条染色体10万个基因30亿个碱基对的准确排序,读出和读懂基因密码。HGP是人类历史上第一次由全世界各国科学家、不同的学术派别共同培育的全球性科学共同体。

  1 HGP的回顾

  测定人基因组全顺序的动议是1985年5月在美国加州由Robert Sinsheimer组织的专门会议上提出的。同年诺贝尔奖获得者Renato Dulbecoo在“Science”上独立撰文,从人类基因组全序列对癌症研究的重要价值出发也提出了类似的动议[2]。1990年10月美国国会正式批准启动HGP计划。(仅美国政府就预算投资30亿美元)。至此HGP闪亮登场。包托美、日、德、英、法、中国在内的6个国家的科学家正联合起来,计划在1990~2005年15年时间里完成全部23对染色体上的基因组作图和DNA全长(30亿碱基)核苷酸序列分析。

  10年以来,HGP取得了令人瞩目的成就。具体地讲,成果主要表现在“四张图”上:遗传图谱、物理图谱、转录图谱和序列图谱。在医学史上,格雷绘制的第一张人体解剖图奠定了近代医学的基础。而HGP所提供的“四张图”代表了第二代人体解剖图,它揭示的是基因组所蕴含的人体奥秘,从而奠定了21世纪医学和生命科学飞跃发展的基础。

  HGP研究取得的重大进展,带动了一系列相关技术的快速发展[3]。例如大规模DNA测序技术的相继出现:毛细管凝胶电泳法、质谱法、原子探针显微镜测序法、流动单分子荧光检测法、DNA芯片测序、序列标记连接子法、大规模平行实测法等。

  迄今为止,科学家已经完成人类基因组图谱测定工作的1/3,人类基因组的“工作草图”将有望于2000年春天完成,精确的人体基因组图谱有望于2003年前最终绘制出来。

  2 HGP的瞻望

  随着人体遗传基因密码的破译,6 000多种单基因遗传病和严重危害人类健康的多基因遗传易感性疾病(艾滋病、恶性肿瘤、心血管疾病),都有望得到预测、预防、早期诊断、治疗。需要强调的是基因诊断,可以在症状出现以前作出,因此对优生优育、疾病的预防等具有不可估量的价值。

  科学家要做的不仅要了解人类基因组的语言信息,还要了解其语义信息和语用信息。因此后基因组时代(postgenome Era)的来临不可避免[4]。新时代的最终目的,是阐明基因组所表达的真正执行生命活动的全部蛋白质的表达规律和生物功能,也即蛋白质组研究。主要的研究手段为双向凝胶电泳、双向高效柱层析、质谱技术和生物信息学(bioinformatics)。蛋白质组研究不仅是21世纪整体细胞生物学最重要的内容,而且将为医药、农业和工业的革新提供全新的思路。

  一个基因就是一个产业,基因工程将成为21世纪的支柱产业。基因组研究正在酝酿一场制药工业革命。一种疾病对应一个或多个基因,如果能克隆这个基因,就意味着拿到了治病和制药的秘方。而基因专利的合法化,又保证了专利拥有者的高额利润回报。1995年以来,欧、美一些研究单位和公司的触角已经伸向基因资源极其丰富的中国。中国面临着严峻的挑战。

  3 中国HGP的现状

  1987年我国在“863”计划中开始设立人类基因组研究课题。1993年国家自然科学基金委批准了“中华民族基因中若干位点基因结构研究”的重大项目,标志着中国HGP的正式开始。1996年我国又启动了“重大疾病相关基因的定位、克隆、结构与功能研究”,标志着这一计划已进入实质性的发展阶段[5]。1999年9月,我国获准参加人类基因组计划(HGP),成为继美、英、日、德法之后第六个国际HGP参与国。在科技部和中科院的资助下,我国将完成这一计划中1%的测序任务,即3号染色体上3 000万个碱基的测序任务。我国测序的这段染色体将是基因密集的区段,估计将有750~1 000个基因,蕴藏着极大的开发资源。它代表着中国科学家在未来的基因工程研究——产业中占有一席之地。

  我国科学家携手攻坚HGP研究并取得了一批成果。我国科学家测序过的70万个碱基对已在国际基因数据库中予以公布。本着“突出重点,有所为,有所不为”的方针,我国HGP所侧重研究的是疾病相关基因以及重要生物功能基因的结构和功能研究。近年进展:遗传性疾病致病基因的研究取得突破性进展,湖南医科大学夏家辉教授等首先发现神经性耳聋的致病基因GBJ3,并克隆到定位于11号染色体上的多发性外生性骨疣的致病基因;同时在肝癌、鼻咽癌、白血病、原发性高血压、精神病等易感基因研究方面取得了较大进展;在建立了东北、西南12个少数民族以及南北两个汉族人群永生细胞株库的基础上,开展了我国多民族基因组多样性的比较研究。

  4 中国HGP的未来

  瞻望未来,中国HGP应采取以下对策,以期跟上科学技术和时代前进的步伐。

  1)肩负着国家和民族希望的中国科学家,要发扬伟大的“两弹一星”精神,集中人力、物力、财力,统一领导,统一攻关,重拳出击,以期在重大疾病相关基因研究方面取得突破,并迅速申请专利,为我国21世纪医学及基因相关产业打下基础。

  2)吸收和借鉴国外在HGP研究中采用的最新技术和方法,拿来主义,为我所用。

  3)加强后基因组研究(蛋白质组研究)。基因组测序,“只是万里长征走完了第一步”。

  4)基因工程产品在医药卫生保健和其他方面的应用越来越多。目前产值已达百亿美元。正在逐渐成为名副其实的“朝阳工业”,可以说树立了科学与技术相结合的典范。应加大中国HGP科研成果向企业的技术转让,以期实现科技向生产力的转化。

  5)江泽民主席强调“创新,是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力”。如果人才、技术、资金条件成熟,中国应开展PGP(植物基因组计划)研究:如水稻、小麦、棉花、中国珍稀植物银杏等,AGP(动物基因组计划)研究如:猪、牛、羊、中国珍稀物种熊猫、虎等。

  6)基因技术也是一把“双刃剑”,有人预言基因武器将在未来10年内出现。

  转贴于  参考文献:

  [1] MARSHAU E.Human Genome Project:A strategy for sequencing the Genome 5 years early[J].Science,1995,267:783.

  [2] GUYER R.How is the HGP doing and what have we learned so far[J].Proc Natl Sci USA,1995,92:10 841.

  [3] VENTER J.A new strategy for genome sequencing[J].Nature,1996,381:364.

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  申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。 美国总统奥巴马于 2013 年 4 月 2 日宣布,2014 财年将编列 1 亿美元研究人类大脑,希望为脑性疾病治疗找到答案。之后,他在白宫会见了听众。

  美国前总统里根在1988年提出的人类基因组计划,对整个世界的生物学、医学,乃至生命科学产生了难以衡量的深远影响。奥巴马的科技雄心则在2013年显露——向大脑进发。

  这项名为“推进创新神经技术脑研究计划”(下称脑计划)的宏大目标,是奥巴马于2013年4月宣布的,2014财年将编列1亿美元用于研究人类大脑,希望为脑性疾病治疗找到答案,更寄望技术突破能协助美国相关产业进入新阶段。

  该计划为白宫科技政策办公室选定的四大具有可实现性的野心挑战之一,其他三个项目为普及化太阳能、侦测小行星对地球的威胁,以及改善发展国家饮用水和出生死亡率。 为何研究大脑

  即使大脑研究已超过百年,但是人类对大脑的了解远远不及心脏等其他器官。比如,脑科医生对于一些病人在脑部受损后能奇迹式复原,有些病人却无法恢复,一直无法解答。

  脑计划希望掌握大脑运转的奥秘。该计划公布后,一些专家对这种大规模、高经费研究方案的现实性提出质疑,更指出人类基因组计划的成功模式并不能保证脑计划的成功。

  由于奥巴马将创造就业机会当成核心任务,脑计划也被赋予如里根总统的人类基因组计划一样的期望。奥巴马在演讲中表示,每在基因组计划投资1美元,就得到140美元的回报。以总投资38亿美元来看,反映在创造工作机会上,医学治疗突破和增加收入的经济效益可达7960亿美元。

  美国国家卫生院(NIH)技术发展整合部的法柏博士对《财经》记者解释,现在科学界普遍认为在生物科学领域的研究投资能带来经济效益,获得研究经费补助的大学、医学中心和私人企业必须雇用人员执行研究,更不用说那些最后能商业化的研究结果。不过,现阶段无法预测脑研究计划将为哪个行业带来实际经济利益。

  “想象一下,几百万美国人可能在这个领域找到工作。”奥巴马支持这一计划的原因还表达了这一观念,“我不希望下一波新工作浪潮发生在中国、印度或德国,我希望它们就发生在美国。”

  作为国家支持的先导性大项目,政府部门如NIH、国防高等研究计划署和国家科学院三个机构皆参与其中。

  在美国,部级项目从来不乏民营机构的身影,此次也有四个民间机构投入:微软创办人成立的艾伦脑科学研究所将每年投资6000万美元;霍华德·休斯医学研究所每年投资3000万美元;科维理基金会在未来十年,每年编列400万美元;萨克生物研究学院将投资2800万美元。

  尽管如此,对于2014年开始执行的脑计划,许多相关领域的科学家直到计划公布近半年还没有搞清楚状况。参与者加州理工学院专家桃瑞丝就对媒体表示,如何开展这项计划,还没有统一意见。不过,研发新技术和新工具无疑是这项计划的重点。

  NIH在2013年最后一个月,终于将奥巴马的脑计划带入实操阶段,其制定了6项大脑测试领域计划,希望以4400万美元资助49个至72个研究计划。只要在如下三个研究目标上有兴趣,就可以申请脑计划资金:由于大脑中有不同类型的细胞,需要开创分类方法,在大脑中创造一个囊括所有细胞的“汇总”;分析更敏感、精确、细致的大脑回路,这需要发展新的工具;能记录和控制大脑中大量神经元的新技术,并将现有记录和控制神经元的技术应用到更大规模的层面。

  NIH在2013年底开始邀请科学家申请经费,而且鼓励创新:大多数资金申请人不需要为自己的建议书提供初始数据,这和以往的常规方法有很大不同。美国国家神经疾病和中风研究所主任兰第斯(Story Landis)公开表示,“以往的方式吓跑了很多科学家和评审员,新方式为真正有创新性的想法提供了更大的空间。”

  其实早在上世纪90年代,美国、欧洲、日本、中国都提出过脑的十年,但最后不了了之,这比人类基因组计划提出的还早。看到后来基因组计划对医疗等领域科研资金的带动,于是“脑科学家们有点儿坐不住了”,中国军事医学科学院放射与辐射医学研究所研究员张成岗如此分析,大脑研究被重新提出来,核心就是要对人脑的工作原理进行深刻揭示。

  脑神经纤维比头发丝还要细小很多,神经纤维由很多突起连接,犹如一棵大树,风起后,每片树叶之间会碰撞,进而传导信号。随着高性能计算、影像学的发展,使得脑内成像更清楚,细微到神经纤维可通过成像技术看见,也就是说,脑神经运动已可以通过影像处理的技术模拟出来。

  相较于四肢的神经信息传导,脑研究的意义在于,可以触及到认知决策和思想的核心,而四肢是不会思考的。现实情况是,即使了解清楚脑神经细胞间的连接、互动,要深入到认知、决策层面,还有更多的路要走,这使整个脑计划就像在一片虚无或者说混沌中建立秩序,以至于自奥巴马宣布以来,NIH就组成15名科学家团队召开了多次大型研讨会,但团队将到2014年6月才会提出未来十年的中短期目标,以具体化研究方向。

  法柏表示,各联邦研究机构将分别选取研究计划,选取完毕,就会邀请所有入选者举行讨论会,再确认所有人都了解各个方向的研究进度。

  脑计划将像人类基因组计划一样,公开分享数据,协助研究人员学习新技术。基因组计划后来扩展为国际合作,英、日、法、德、中、印先后加入,形成了国际基因组测序联盟。目前,脑计划还没有提出任何国际合作。

  美国国防部下的联邦机构国防高等研究计划署,计划在未来五年投资7000万美元,其在2013年11月公布的两个计划为:寻求能治疗神经失调的机器和能修复大脑损伤、恢复记忆的无线机器。“美国国防部提供资金支持这个项目,牵扯到动物行为控制。动物间谍、蟑螂的训练等。通过神经控制大脑,实现军事目的,这一点是圈内人都知道的。” 张成岗说。

  不过,纽约州冷泉港实验室教授米特拉(Partha Mitra)对《财经》记者表示,美国现在对动物大脑的认识远不足以执行这样的任务。 与脑十年计划的不同

  因复杂性和脑疾病治疗的瓶颈,大脑研究不仅令科学家着迷,也让政治人物特别有兴趣。美国前总统布什就曾宣布进入 “大脑十年”,然而并未直接协助发展出突破技术。

  脑计划源于一群科学家2011年9月在英格兰举行的一场会议。这群科学家提出为追踪脑内功能性连接,整合并建立大型发展计划,以实现测试“从每个神经元到每个脊髓”的目标。

  这群热情的科学家进一步发表了白皮书,接着在2011年9月的会议上向NIH、国家科学院等单位推销,2012年6月六位科学家又联名倡议。

  在奥巴马宣布计划后,由于缺乏具体研究目标和时间表,不少科学家质疑计划。美国埃默里大学神经系统科学家斯坦因(Donald Stein)就撰文批评,在联邦经费紧缩时,选定大脑研究又缺乏目标性,并不合理。

  虽然科学家大概知道脑的哪个部位管理语言、哪个部位管理行动,但是,“美国脑计划需要更精确的目标,目前的研究就是从形态上了解大脑,功能方面的了解还少。从形态到功能有很长的路要走。比如,大脑区域间的信号如何传导、各细胞间的连接与互动还没有解释清楚。”张成岗说。

  在美国,每8个超过65岁的人,就有一个受阿尔茨海默病(AD)影响,85岁及以上则有一半的美国人受此病困扰,总数超过540万人,是美国第六大死因。另外,超过100万美国人患有帕金森氏症。

  AD是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病。临床上以记忆障碍、失语、失用、失认、视空间技能损害、执行功能障碍以及人格和行为改变等全面性痴呆表现为特征,病因迄今未明。帕金森氏症患者则运动迟缓,以及坐位起立困难、发音困难、构音障碍和吞咽困难等。在病程的中晚期,如抑郁、便秘、睡眠障碍、认知损害等可能严重影响患者的生活质量。

  “在了解工作原理的基础上解决医学问题,可以推进药物研发,就可能说服国会支持这件事。”张成岗说。根据AD协会2013年预测,病人的医疗和照护费用在2013年达到2030亿美元,到2050年则可能高达1.2万亿美元。这些数据将成为这项计划游说时的最好佐证。

  不过,一些专家质疑研究结果是否能让病人实质受惠,而且目前看临床神经专家参与的太少。

  对未来临床的应用,斯坦因认为,如果现在目标是建立一个更细致的生物标记协助诊断疾病,“很难质疑这些在基础研究上的投资达不到目标,不能完全否定基础研究发现在五年到十年后转换成高使用技术的可能性”。

  该计划最终能获得多少经费支持,也有待关注。目前一亿美元的投资,相比于美国每年投资在神经学几十亿美元的研究实在不是大数字,奥巴马脑计划在米特拉看来激励大家热情的作用超过以往。

  大西洋彼岸的欧盟已资助了研究大脑的方案,以10亿欧元投资研发出一个硅胶做成的人脑模型,并将发展出一个模仿脑内运作的超级电脑。欧洲计划负责人Henry Markram对媒体表示,计划的重点在于整合几万名科学家归结出对大脑的认识。对于计划能改善多少治疗态度比较保守。

  不过,随着NIH制定出具体研究计划、时间表和预算评估,接着又邀请神经学家进行研讨会定目标等行为,一些科学家的态度有所改变,斯坦因就对《财经》记者表示,该计划主要专注在技术研发,这是美国的长处,最终可能有所突破。

  斯坦因认为,现在的计划和原先的脑十年计划存在着区别,后者更像公关活动,只有口号,没有实际的目标和经费。

  脑十年是为了解决疾病,比如自闭症、痴呆症等,由于发现大脑过于复杂,后来不了了之。“现在的大脑计划研究思路已经发生了变化,更多依赖影像学,融入信息科学、算法,这些都有可能提高研究成功率,我们看到,包括基因组学在内的这些学科都在依靠技术的进步,而不是靠智力的突破。因此,脑计划只能掀起技术、仪器的革命。”张成岗说。

  卡尔(Karl Deisseroth),是15人科学家团队成员之一、史丹佛大学神经学家,他对媒体表示,“我在整个过程没看到政治介入,只有对科学和大量机会的完全关注。”

  2013年4月2日,美国总统奥巴马宣布投入巨资启动“脑计划”,这是继人类基因组计划之后的又一项重大科研计划。奥巴马说,“脑计划”将给予科研人员所需资源,帮助他们获取大脑运转状态下的动态图像。“我们在人类基因组计划中每投入1美元,就会给美国经济带来140美元的回报。现在是自太空竞赛以来,美国的研发水平达到新高度的时候了。”

  “脑计划”是神经科学和信息科学相互结合研究项目,是利用信息技术,对大量脑研究数据进行分析、处理,绘制出脑功能、结构和神经网络图谱,建立神经信息学数据库和神经系统全数据的全球知识管理系统,以便从分子水平、细胞水平和脑整体系统水平来“认识脑、保护脑和创造脑”。

  脑组织主要由相互联接的神经元细胞组成。但科学界尚不了解大脑的工作机制,就连对只有302个神经元的蠕虫“脑”,也不能完全揭示其奥秘,对于高级动物的大脑工作机制更是基本一无所知。当前动物研究的最高水平,是用磁共振成像探测约1000个神经元,但人脑有1000亿个神经元。

  近年神经信息学正朝着建立全脑神经网络图谱的方向前进。德国将大脑切成7400张20微米厚的切片,先后经过染色、光学显微镜成像,使用两台超级计算机耗时42天处理数据,完成三维重建,下一步是对25纳米的脑切片进行电子显微镜图像的三维重建;钙成像技术将钙分子相结合的基因工程蛋白质注射到大脑内,当单个神经元放电时,钙分子将会流入细胞内,进而激活染料或蛋白质;光遗传学技术利用一束光线照射大脑,经过光线照射后的神经元会留下蛋白质痕迹。这些方法可以在不介入大脑本身的情况下,获得脑内的神经元关系。

  迄今为止的神经元探测技术均处于发展早期,而对科学界来说,更大的挑战在于信息处理。

  科学家估计,1立方毫米的脑组织电子显微镜数据量为2000TB ,人类大脑静态数据量会高达200EB。与之相比,今天互联网上的大数据甚至连“小数据”也算不上。而人类大脑活动30秒产生的动态数据相当于哈勃太空望远镜终生获得的数据。

  因此,“脑计划”的挑战首先在于:当前最先进的信息技术都无法胜任,必须开发出储存和分析这些宏大数据的新型工具。“脑计划”的一个重要挑战是开发计算机语言,以更有效地利用超级计算机的潜力。由于数据实在太大,必须让超级计算机对一些脑区的数据进行压缩,以提供资源给需要分析的问题。

  关键词:组织;管理;基本原理

  中图分类号:C93 文献标识码:A

  组织是一种普遍的社会结合形式,管理是组织的特征和功能。组织管理活动不是盲干,更不是随心所欲,而是讲究方法、讲究技巧的人类高级智慧性和创造性活动。在组织管理活动的实践过程中,管理者和研究者通过不断的探索和总结,已发现和认识了管理活动的一些基本规律。管理的基本原理,就是管理规律的具体表现形式,它是帮助管理者做好本职工作的基本方法的概括性和通俗性表述。管理的基本原理,不是管理的全部理论和方法,而是管理理论中最关键、最核心和最常用的理论和方法。组织管理者能够系统、娴熟地掌握这些基本原理,并将它们合理地运用于管理活动中,就能做到驾轻就熟、事半功倍、卓有成效。

  一

  组织是什么?在本质上,组织是一个复杂的集合体,它用特定的组织目标、组织结构、制度规范以及相关技术手段,将一定的资源置于组织的麾下。而这种集中资源的过程,就是组织通过其管理活动,将游移于组织之外、处于自然分散状态的资源相对集中起来,以形成一定的规模优势。比如:将分散的个人集中起来形成人群、群体、组织,产生超越各分散个人力量总和的集体力量,俗语云:“人多力量大!”如集体狩猎、作战、生产、科学研究等活动,都是集中一定人力、物力,明显地彰显“众人”集体力量的优势与效果;又比如:将分散的物质资源集中起来,诸如土地、原材料、燃料、设备、运输工具等集中起来,形成规模的生产资料、资本,从而构成更强生产能力的企业,增加产能、产出和效益。人类以往的实践活动,都明白无误地告诉我们这样一条经验:基于组织及其管理活动而达成的各种资源的集中(包括:人、财、物、信息、技术、方法等),都给人类带来了显著的“规模效益”,人类发展的历史从这个角度来看,就是不断集中资源和不断增进福利的历史。在人类进步和文明的同时,人类管理活动在资源集中和规模的基础上,进一步探索对资源的深度发掘和利用,即从资源的“内涵”上做文章,通过管理活动,使资源配置更加合理,使资源利用更加科学,使资源效用最大化,这就是所谓的集约性,它是在资源量的集中和规模一定的基础上对资源功效的质的飞跃,通常是在对资源的功能开发与提升,资源之间的兼容与匹配上下功夫。如人力资源培训、扬长避短与优势互补、团队建设,组织变革实践中的优化组织结构、优化劳动组合和组织功能再造,生产活动中的技术改造与升级和资源的循环利用,诸如太空育种、转基因食品等,它是一种“内涵”式的管理增量活动,这种管理方式,在面对人口增长和资源稀缺的背景下,是人类文明与进步过程中管理的最高境界和终极追求。

  规模集约原理,就是通过管理对资源进行量的相对集中以发挥资源的规模效应,以及在资源量的集中一定的基础上对资源进行深度利用以增强资源效用和产出的管理活动。它的基本模型是:

  资源集中――资源配置――资源利用――规模增量和内涵增量――高效率与效益

  二

  管理是一项组织性活动,管理在本质上就是动员、配置和利用组织资源的过程。组织资源就一般形态而言,主要表现为人、财、物、信息、技术等。在组织活动中,相对而言,人是组织资源中的核心和关键资源,因为人是能动的资源和具有创造性特征的资源。因此,管好人和用好人是组织管理活动的重中之重。人与人之间各有差异也各有所长,管理好人首先是用其所长,根据组织成员各人的特长进行分工,将他们安排到最适合发挥其特长的岗位上去,各尽其能,优势互补,这就是管理学教科书上常说的:“让合适的人做合适的工作!”如基于性别优势的分工,男性做劳动强度大的工作,女性做轻巧精细的工作,俗语云:“男女搭配,干活不累!”又如基于性格特点的分工,细心沉稳者安排做财务工作,粗放勇敢者安排做探索性工作。再如基于经验、知识、能力的特点,强者安排做研发和高层管理工作,差者安排做基础性或操作性工作。这样,可以充分提高组织成员的工作效率,增加劳动产出和成果;其次是在分工的基础上,让在相应岗位的组织成员经过专项培训和长时间稳定的重复劳动锻炼,养成专业能力,成为相应岗位上的行家里手或技术专家;使他们在自己的岗位上,创造出超过非专业人员几倍甚至几十倍的工作绩效。历史上关于“针”制作生产的分工实践就是非常直观的例证,通过分工,有专人切割、专人打孔、专人研磨,劳动效率成百倍提高。分工是专业化的前提,专业化是分工的产物。由于分工和相对稳定的工作方式,使得劳动者在较长时间内反复从事相同劳动过程和劳动动作,经验和技术变得更加成熟和娴熟以及不断提高和强化,从而导致劳动生产率的不断提高,明显地增加产出和提高产品质量。这一点,在制造业中尤为典型,因为专业化培养和造就大批的技术工人和技术骨干,这些人也成了企业提高产出和产品品质的专业保障。正如著名管理学家罗宾斯所指出的那样:“工作专门化的实质是,不是将整项任务交由某个人承担,而是将之细分为若干步骤,每一步骤由一个单独的个人来完成。各个员工都仅专门从事某一部分的活动而不是全部活动。”(罗宾斯《管理学》第七版,中国人民大学出版社2008年4月P267)分工解决的是适合做什么的问题,专业化解决的则是更好地做什么的问题,专业化是对分工的强化。分工与专业化,是现代人劳动过程的基本方式和支撑,也是管理活动一个永无止境的探索过程。

  分工专业原理,就是通过管理将组织成员基于其特长和潜能分配到相应的岗位上,相对稳定地从事同一工作或劳动,使其经验和技术不断得到提升,从而提高工作效率、增加劳动产出的管理活动。它的基本模型是:

  分工协作――专业化与技能强化――技术专家――增量产出和增质产出――高效率与效益

  三

  组织管理过程中,要解决的问题之一:就是要建立和维持组织生存、运行所必备的秩序与环境条件。组织中的秩序如何建构?一般主要通过组织设计来实现,包括组织的物理结构、职能设定、岗位设置、制度规范、运行机制、文化取向等,以此来构建组织内的关系和秩序。而其中,最基本的是对组织各单位(部门)、各团队、各成员的职责权限进行明确规定,包括纵向的层级关系和横向的协作关系,由此形成组织内的关系与秩序网络,使权利与义务、利益与责任对应起来和对称起来。从纵向来讲,就是建立基于职权的指挥链,解决上级的命令权和下级(下属)对谁负责与报告的问题。从横向来讲,就是建立部门之间和成员之间的协作网络关系,解决在彼此分工基础上的协作与配合问题。在这一原理中,首先是权力的界定与分配,组织内各层级、各部门以及相应岗位有什么样的权力?比如决策权、人事权、财经权等;各种权利由谁作为主要责任人来享有和行使?比如:校长全面主持学校工作兼管人事和财经;副校长A分管教学和科研;副校长B分管后勤和学生工作等。其次是在确权的基础上明确相关部门和岗位人员的职责(即责任或工作目标)。比如:融资额度、人才引进层次及要求、后勤工作的保障程度与服务对象满意程度,等等。权责关系的明确与对称,是组织运行秩序的平衡器,它能促使组织成员做到行使权力与履行义务对等,分享利益与承担责任对称。这样,组织内的秩序才可能有效得到维持和维护。罗宾斯在讨论指挥链问题时指出:“所谓职权,是指管理职务所固有的命令和希望命令得到执行的这样一种权力。为了促进决策和协调,各级管理者作为组织中指挥链的一环,需要被授予一定程度的自以便履行其职责。而在管理者协调和整合雇员工作时,这些下属员工也被认为负有执行任务的义务。这种对完成任务的期待或义务就是职责。”(罗宾斯《管理学》第7版,中国人民大学出版社2008年4月P270)如果说分工专业化原理是以组织资源的外在属性(物质与技术的尺度)为特征进行的管理活动,那么权责秩序原理则是侧重于组织资源的内在属性(思维与精神的尺度)为依据而进行的管理活动,并且这一层面的管理活动对组织运行的影响更加深刻。这一原理在本质上就是要解决组织有目标、部门有岗位、工作有标准、人人有权责;做到各司其职、各负其责、职责明确、秩序井然。

  权责秩序原理,就是通过管理明确组织成员各自的权力与责任,并以此为基础建构组织内的层级和并行关系,形成满足组织运行所需要的关系结构与秩序格局,服务和促成组织目标全面实现的管理活动。它的基本模型是:

  岗位与职责――权利与义务――指挥链与协作网――组织秩序――高效率与高效益

  四

  组织向何处去?组织如何运行?这是组织产生后要解决的基本问题之一。在可能性上,组织面临着多重选择,如设立一个企业组织后,对行业与经营范围就面临多重选择;设立一所民办高校后,就面临专业与学校类型的多重选择。如何取舍?如何准确地把握方向和目标?需要借助管理的决策活动来解决这些基本的问题。管理决策活动及其过程,就是对多种可能性情况与信息进行分析、比较和权衡的过程。决策的过程,就是广泛收集和分析有用信息和资源的过程,在分析的基础上形成多套备选的临时方案;然后进一步对各种备选方案进行全面的比较,根据各个方案的可行性与价值效用情况的程度差异排出先后顺序与等次,经过综合权衡后做出取舍,选择最佳方案作为正式方案实施与执行。决策的过程,就是系统分析比较和辨别影响组织发展方向和运行目标的各种复杂因素的过程;在这个过程中,因为有科学的决策理念、科学的决策方法、科学的决策程序等系统的支撑和支持,能够确保决策(方案)的科学性、可行性,从而在此基础上实现决策最优化,即组织发展方向的正确性、组织运行目标的科学性、组织运行计划的合理性。罗宾斯指出:“因为涉及管理者的切身利益,所以他们都希望制定正确的决策,也就是选择最佳方案,实施它们,并且决定是否应考虑所处环境。”(罗宾斯《管理学》第7版,中国人民大学出版社2008年4月P173)决策,科学决策,是组织运行状态最佳、组织运行结果最优的基础和保障,决策在本质上,就是(方案)择优的过程。方案是组织行动的纲领,统率着组织的各种活动与行为,在组织运行过程中处于前置决定性的地位。所以,著名管理学家西蒙认为:“管理就是决策。”决策是一项要求很严格的管理活动,它不是简单地、随意地做出决定,而是要求充分占有信息和材料、系统分析信息和材料,同时还要求根据现实条件、环境状况以及对未来发展趋势的综合分析与判断,尽可能形成具有代表性的各个方面的备选方案;在广泛听取组织成员意见和征求专家意见的基础上,经过深思熟虑及时果断地做出抉择和决策。没有决策,就不可能有择优;但有决策并不必然地就会产生择优的结果,决策只能为择优提供可能。择优是决策的目的和结果,它是在决策合理化、科学化基础上的产物。因此,决策的理论、决策的方法、决策的程序,一切影响决策合理化、科学化的因素都直接影响到“择优”。

  决策择优原理,就是通过管理的科学决策活动,形成完整系统的方案,并在此基础上对方案进行比较,抉择、筛选出适合组织运行的最佳方案,提高组织运行效率和效益的管理活动。它的基本模型是:

  复杂性问题――可能性方案――择优方案――执行方案――高效率与高效益

  管理的基本原理,贯穿于各类组织管理的各个环节和全过程。在组织管理的过程中,有时候用到管理的基本原理的一个或几个原理,有时可能同时用到全部的管理基本原理。组织管理的基本形式,按照主流的管理理论的表述,通常表现为两种基本形态,即管理过程和管理职能。从管理过程来看,其基本路径为:决策――执行――反馈;在这个完整的管理过程中,分别涉及到“决策择优原理”、“计划规范原理”、“执行效率原理”、“控制反馈原理”等原理的应用,同时也潜在地或间接地运用到其他几个原理。而从管理职能角度来看,管理的职能系列由决策、计划、组织、领导、控制等基本管理职能构成。每一种管理职能都比较直接地对应于一种管理的基本原理,也同时内涵地涉及到运用其他管理的基本原理,如“领导”职能就涉及“权责秩序原理”、“激励创新原理”等。虽然从理论和逻辑分析的角度可以明显看到管理过程对管理基本原理的分别运用,但从组织运行的全过程和组织管理的全过程来看,则是综合运用管理基本原理的过程。每个管理的基本原理在分别发挥作用的基础上,相互呼应、相互配合、相互支持、彼此交融,形成一个完整的组织运行过程中的“管理”支持系统。在一定意义上,我们可以说,组织运行的成功,正是管理的基本原理分别作用与综合作用的结果。无论我们在组织管理过程中采取什么样的形式或方式,上述管理的基本原理都必然地存在并作用于其间。任何卓有成效的组织管理,也正是成功运用这些管理基本原理的结果。在管理学著作,特别是管理学教科书有关管理问题的介绍和论述中,基本上都是以管理的基本原理为主线,是对管理的基本原理针对性运用和进一步细化的过程。因此,全面、系统、深刻地领会和掌握管理的基本原理,是学好管理学知识、用好管理学知识、提高管理效率的基础和关键。

  了解和掌握管理的基本原理要解决的一个前置性问题,是如何把它与管理的基本原则区别开来,以及如何正确认识它们之间的关系。客观上讲,这二者之间是明显有别的。管理的基本原则是给管理者在管理活动中确定范围、界限和底限,是从事管理活动的基本条件要求和基本行为准则。它是决定管理工作成败的分界线,遵守它,则有可能把管理工作做出成效;违背它,则管理工作必然失败。而管理的基本原理,侧重于教给管理者如何把工作做好的方法和技巧,更确切地说,它侧重于管理工作的经济、便利、快捷和高效。它是衡量管理者是苦干还是巧干的标准或分水岭,按它的要求去开展管理活动,就能提高效率、事半功倍;不按它的要求去做,则可能是事倍功半、效率低下。当然,在管理学理论框架内,它们之间的区别也是相对的,二者也有一定的联系。管理的基本原则是管理基本原理的基础和前提,它为管理基本原理的形成和运用提供范围、界限和底限,它的作用就像高速公路上的护栏和行车标志与行车规则,是确保车辆道路畅通和高速行驶的前提和保障;管理的基本原理内在地包含管理基本原则的精神与要求,它是在遵循管理的基本原则前提下的提高管理工作效率的方法,就像司机在高速公路上驾车的技巧,如何望、保持车距、控制速度、超车、安全到达目的地的情形。再直接一点,比如司机驾车过程中,必须“系安全带”是管理原则,怎样“系安全带”是管理原理。管理基本原则的作用是“护驾保航”,它告诉管理者做正确的事――应该做什么,必须做什么?管理基本原理的作用是“驾轻就熟”,它告诉管理者正确地做事――能够做什么,怎样做什么?两者相互配合、相得益彰。

  五

  组织目标确定之后,如何在更具可操作性上的层面上管理组织运行?需要对决策方案进一步细化、量化和程序化。例如,某高等学校在作出创国内一流大学的决策方案之后,就需要以该方案为基础,制订出具有可操作性的融资投资计划、人才培养计划、学科建设计划、科学研究计划、校际合作计划、校企联合计划,等等。计划就是将决策方案的大概念,分解成一个个具体的事项、或项目、或任务,并用一定的计量单位加以量化和指标化,比如引进人才的计划,包括数量和要求,诸如专业方向、学历学位、职称、社会影响等;实验室建设计划,包括项目名称、总投资额、设备购置与安装、调试、期限,等等。计划是组织运行的路径图,是组织实际运行的直接依据。因此,计划的精细化和精确化程度,也直接影响到组织运行的结果。制定计划,在一定意义上就是给组织运行设计和安排系统的运行程序与路径。组织运行的过程,也是贯彻和执行计划及其意图的过程。一个成熟的现代组织,其运行过程本身就是在组织计划引导下的运行过程;组织目标的实现,就是组织计划得到忠实执行和实现的结果。计划作为一种管理方法,是由计划编制、计划体系、计划管理、计划修订、计划评价等内容构成的。计划的编制和实施,是组织得以正常运行的基础和保障。也正是计划的这一特性,确保组织运行的程序化和规范化――严格按计划方案和规定运行。如军队按作战计划打仗;企业按生产计划生产;学校按教学计划组织教学活动;国家按计划(如五年计划和十年规划)组织经济社会发展活动。著名管理学家莱斯利?W?鲁认为:“计划能使一个管理者或一个组织主动地影响,而不是被动地接受未来。”“组织的成功总是与好的工作计划有关的。”(莱斯利?W?鲁《管理学》第11版,北京大学出版社,2006年10月P136―137)由此可见,计划在组织运行规范化(程序化)上的作用是十分明显的。计划是组织运行规范化的前提,规范化是计划实施的结果。

  计划规范原理,就是通过管理的计划活动,使组织决策的方案具体化、精细化、计量化和程序化,从而在此基础上保障组织运行程序化和规范化,提高组织运行效率和效益的管理活动。它的基本模型是:

  决策方案――任务分解――指标与路径――执行计划――高效益率与高效益

  六

  决策和计划,是组织运行意图的文本化。从管理的全过程来看,他们只是处在纸上谈兵的阶段。真正付诸行动让组织运行起来的,是管理过程中的执行环节和阶段。执行,就是贯彻决策和计划意图的过程,就是推动组织按决策和计划的基本思路运行的过程。决策和计划的目的,就是让组织运行做到方向正确、目标明确、路径精确、程序规范、控制有效、结果最优。但好的决策和计划要真正发挥作用,就需要有“执行”环节的紧密配合与支持。执行或执行力,是现代管理的一个新名词,它特别重视执行过程中对“决策意图”和“计划任务”的忠实程度,并且强调“创造性”地执行“决策”与“计划”。管理的目的是提高组织运行的效率,决策和计划是为组织高效运行提供行动指南。而组织运行过程的高效率,实际依赖于管理过程的执行力。因此,执行或执行力――严格地执行决策和计划,既是组织运行高效率的前提也是组织运行高效率的保障。执行在本质上,就是将决策和计划付诸实施的过程。执行,一方面要求管理人员充分理解和领会决策与计划意图和内容,在实施过程中忠实地按决策和计划方案行事;另一方面又要求管理人员充分研究新情况和新环境,在不违背决策和计划基本意图的前提下,创造性地执行决策和计划。执行不仅是一种照葫芦画瓢的管理工作,更是一项创造性的管理活动。它是以决策和计划方案为基本蓝本,在执行过程中对决策和计划不断创新的过程。并且通过执行的创新,寻求实现组织预期目标的更好路径,提高组织运行的效率。执行过程中,组织中的全体管理者,需要有共同认识和统一行动;需要彼此的默契配合和强烈的整体意识、系统观念。执行是一项特殊的团队性活动,优化组合、优势互补、高度认同的团队文化与组织信念,是执行力的基础和保障。所以,有人总结说:“决策是基础,执行是关键!”

  执行效率原理,就是通过提高管理活动中管理团队执行的水平和能力,创造性地执行决策和计划,从而提高组织运行效率和效益、更好实现组织预期目标的管理活动。它的基本模型是:

  方案与计划――研读与理解――执行计划――创造性执行――高效率与效益

  (作者单位:长江大学管理学院)

  参考文献:

  [1]尤建新,企业管理概论,高等教育出版社,2006.6.

  [2]罗宾斯,管理学,中国人民大学出版社,2007.4.

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  [4]杨孝伟,管理学,武汉大学出版社,2004.12.

  [5]贝特曼,管理学,中国财政经济出版社,2004.6.

  [6]哈默,管理大未来,中信出版社,2008.7.

  [7]刘筱红,管理思想史,湖北人民出版社,2007.8.

  [8]郭咸纲,西方管理思想史,中国经济出版社,2003.8.