本文通過對 SCI-E 收錄的腦科學領域相關文獻進行計量分析, 旨在從科學的角度系統描述和揭示目前該領域的國際研發態勢, 從而為相關機構和科研人員提供決策參考和研究線索。
1 文獻來源
本研究是基于美國科學信息研究所(ISI)SCI-E網絡數據庫的文獻資源, 檢索式為 TS=(brain SAMEscience),時間限定為 2003-2012 年。
2 文獻計量分析
2.1 研究方向分析
檢索到關于腦科學研究的文獻記錄共 7738 篇,按照 WOS 的研究方向劃分,其中發文量最多的是神經科學,有 4021 篇,占 51.964%,其次是藥物學,共862 篇,占 11.14%. 其他研究方向還包括生物化學與分子生物學、心理學、行為科學、醫學影像、精神病學等, 占比均不足 10%(見圖 1)。 本文借助 TDA、Citespace、Excel 等 分析工具對這 7738 篇 文獻進行了文獻計量分析。
2.2 研究方向的國別分布分析
圖 2 是按照 WOS 的研究方向劃分的國別分布情況,圖 2 分別列出了神經科學、藥物學、生物化學與分子生物學、心理學研究方向排名前 10 位的國家的發文情況。 由圖分析可知,在以上 4 個研究方向,排名較前的國家是美國、日本、德國、英格蘭,其中美國在腦科學研究領域發文量遙遙領先, 由此可知歐美、日本等發達國家都廣泛開展了腦科學的研究,并取得了較多的學術成果。 究其原因,一方面,腦科學已經成為科技政策和規劃的熱點領域, 各國都很重視腦科學領域的研究布局;另一方面,歐美、日本等發達國家科研實力較強,科研產出較多。以美國和歐盟為例,美國政府命名 20 世紀 90 年代為“腦的 10年”,支持發展神經科學,促進腦的研究[1]. 美國腦科學研究的主要資助機構---美國國立衛生研究院(NIH)在 21 世紀初,推出了“神經科學研究藍圖”框架(2004),并在此框架下展開了一系列腦科學項目研究[2],2007-2012 年間,NIH 在腦科學研究中的投入穩步增長(見表 1)[3].【1】
2013 年 4 月,美國白宮正式公布一項被認為可與人類基因組計劃相媲美的腦科學研究計劃, 即基于“腦活動圖譜”計劃延伸的“創新性神經技術推動的腦計劃”(Brain Research through Advancing Inno-vative Neurotechnologies,BRAIN)[4],這 項為期 10 年的計劃每年將投入 3 億美元開展腦科學研究。 2013年,歐盟正式推出“人類腦計劃”(HBP)[5],目標是開發可以模擬大腦操作的超級計算技術, 用以傳播新信息以及建立通信技術基礎設施,該項目計劃 10 年內投入 11.9 億歐元。
中國在腦科學領域發文量位居第七, 說明中國在腦科學領域的研究取得了一定的進步。 從國家部署和科技計劃方面的支持情況來看,中國在《國家基礎研究發展“十二五”專項規劃》和《醫學科技發展“十二五”規劃》中都將“腦科學與認知科學”列入重點方發展方向。 國家重點基礎研究發展計劃(973 計劃) 、國家自然科學基金委、科技部和中國科學院都啟動了多項腦科學相關研究計劃[6]. 2014 年 1 月,中國科學院成立了腦科學卓越創新中心。 從研究方向來看,中國在神經科學方面的研究稍微突出,在藥物學、生化物學及分子生物學方面也有布局。
2.3 研究熱點分析
利用 Citespace 軟件抽取關鍵詞進行聚類分析,得到腦科學領域的研究熱點(如圖 3)圖中每個圓圈代表一個名詞短語,節點大小代表該短語出現的頻次。 出現次數較多的可認為是該領域的研究熱點。 除去出現次數較多的名詞短語“brain”,腦科學領域研究的熱點主要有:大鼠腦(rat-brain), 表達 (expression), 中樞神經系統 (cen-tral-nervous-system),神經細胞 (neurons),老年癡呆癥(Alzheimer's-disease),海馬體(hippocampus),活化 (activation), 信 使 RNA (messenger-RNA), 體 內(in-vivo),腦皮層(cortex)。 根據以上特征詞語如老年癡呆、海馬體(關于記憶功能研究)、信使 RNA(遺傳信息研究)等,推斷 2003-2012 年關于腦科學的研究熱點較多集中在:(1)關于各種腦神經疾病的病理、預防、診斷及治療手段研究;(2)關于腦的認知記憶功能研究;(3)關于腦的遺傳學及基因研究。2.4 研究機構分析==圖 4 顯示的是 2003-2012 年全球腦科學文獻研究機構的分布情況。從分布機構看,排名前 10 位的研究機構中, 美國的研究機構最多,共有 7 家,并且排名前 4 的都是美國機構,其中排名第一位的是哈佛大學。 英國、加拿大、日本的科研機構也分別占據了一席之地。
將 7738條 記 錄 導 入Citespace 軟件, 對其進行機構合作情況的分析, 研究時 間 設 置 為2003-2012年, 對數據進行間隔為 1 年的時間分段處理,數據篩選閾值設置為 50,得到研究機構合作的網絡知識圖譜,如圖 5 所示。
從圖 5 中可以整理出 5 個主要的研究機構合作群。 其中,機構合作群 1 為以哈佛大學為首的集群;機構合作群 2 包括賓夕法尼亞大學、劍橋大學、伊利諾伊大學;機構合作群 3 是杜克大學、加州大學舊金山分校; 機構合作群 4 為倫敦大學與加州大學圣地亞哥分校的合作網絡, 機構合作群 5 包括德克薩斯大學和加州大學洛杉磯分校。2.4 高影響論文為了揭示 2003-2012 年腦科學研究領域高影響文獻分布情況, 我們以文獻的被引總頻次作為評價標準。得到了排名前十的全球 2003-2012 年腦科學研究領域高影響論文(表 2)。
通過分析表 2 發現,2003-2012 年腦科學研究領域全球 top10 高被引文獻中有 6 篇來自美國的研究機構, 被引用頻次最高的是來自法國法蘭??说囊黄P于帕金森癥的研究文獻, 另外被引頻次排名第三、第四和第五的論文分別來自英國倫敦大學、荷蘭癌癥研究所和西班牙薩拉戈薩大學。 中國沒有文獻入圍前十。
3 小結
通過對全球 2003-2012 年間發表 的腦科學SCI 文 獻的計量分析發現 ,歐美 、日本等發達國家 ,在腦科學領域占據領先優勢, 其中以美國在該領域擁有較強的領先優勢。 全球前 10 高被引論文中有 6篇來自美國的研究機構。分析還發現,大部分科研機構間的合作是在歐美大學間展開。 從關鍵詞聚類分析來看,腦科學領域研究的熱點主要有“大鼠腦”“表達”“中樞神經系統”“神經細胞”“老年癡呆癥”“海馬體”“ 活化”“信使 RNA”等。 由此推斷腦科學的研究熱點較多集中在:(1) 關于各種腦神經疾病的病理、預防、診斷及治療手段研究;(2)關于腦的認知記憶功能研究;(3)關于腦的遺傳學及基因研究。
參考文獻
[1] 喬世妮?;?EEG 的腦活躍度評估研究 [D].金 華 :浙江師范大學,2011.
[2] National Institution of Health. NIH Blueprint forNeuroscience Research [EB/OL]. [2014-10-20].
[3] 張曉林,張志強。 國際科學技術前沿報告 2012[M].北京:科學出版社,2012:122.
[4] National Institution of Health. NIH BRAIN Initiative[EB/OL]. [2014-10-20].
[5] HBP-PS Consortium. Human Brain Project [EB/OL].[2014-10-20].
[6] 錢萬強,朱慶平,沈建磊。我國腦科學研究戰略部署及發展情況淺析[J].生命科學,2014,26(6):55-548.(黃浩海)