歐洲推“腦計劃”：知道你下一秒想什麼

你下一秒鐘會想什麼：是抱怨患上了節后綜合征還是頭疼情人節晚餐地點；准備獻出一分愛心還是冒出一個邪惡的念頭？目前最先進的儀器也很難做出預測。從今年開始，科學家們將試圖來解開這個謎題。

一項全稱為“推進創新神經技術腦研究計劃”的科學項目，正在加速進行。這份由美國總統奧巴馬在去年4月份提出的研究計劃，有一個宏偉的藍圖：繪製出人腦活動圖譜，了解人腦的運行機理，從而讀出人們的思維活動，檢測腦部疾病。

並不只有美國盯上了大腦。2013年年初，歐盟委員會就宣佈“人腦工程”為歐盟未來10年的“新興旗艦技術項目”。

《紐約時報》稱，奧巴馬政府醞釀的這項宏大計劃堪與人類基因計劃相媲美。但美國國立衛生研究院“腦計劃”研究委員會聯合主席威廉·紐瑟姆告訴中國青年報記者，“‘腦計劃’比基因計劃要複雜得多，相比后者，‘腦計劃’有更深層次的科學意義。”

我們可以探索數光年之外的星系，卻對兩耳間的大腦知之甚少

描繪人類的大腦？聽上去很簡單，但正如奧巴馬在一次新聞發布會上所，“我們可以探索數光年之外的星系，卻對兩隻耳朵之間三磅重的大腦知之甚少”。

這顆看上去並不起眼的頭顱，大腦中有大約1000億個神經元，彼此通訊，形成100萬億個突觸，數量之繁密，勝過整個銀河系的星辰。在大腦面前，絞盡腦汁的人類就像仰望星空的孩子，一位神經科學家無奈地：“我們不了解任何一個單個機體的大腦工作機制，就連只有302個神經元的小蟲，我們目前也沒法了解它的神經體系。”

即便是目前最先進的科學技術，也只能記錄來自單一神經元或小群神經元的信息。用哥倫比亞大學神經科學家拉斐爾·尤思特的話，“就像你在看電影，可是電視的顯示屏只有一像素”。

或許因此，當2011年尤思特和哈佛大學分子遺傳學家喬治·丘奇提議開發一項新技術，用於追蹤人類大腦的功能連接活動，最終達到可以測量單個神經元活動的水平時，引發了軒然大波。

美國神經生物學家馬庫斯·梅斯特指出，“腦計劃”是一個考慮不周的計劃，甚至是錯誤的想法，是“一項基於科幻小的工作”。

的確，以目前的科學水平來，“腦計劃”聽上去就像天方夜譚。但尤思特的提議還是引發了科學家們巨大的熱情。科維理基金會科學項目組於當年年底與美國國立衛生研究院、國防部高級研究項目局、白宮科技政策辦公室等舉行一系列會議推廣這一計劃。尤思特承認，正是他提出的“腦活動地圖”，最終演變成“腦計劃”。

“‘腦計劃’項目的提出者是奧巴馬總統本人。”紐瑟姆告訴中國青年報記者，“白宮的科技政策辦公室每年會向總統建議一些研究領域，腦科學是被選中研究的領域之一。”

美國國會批准2014財年為“腦計劃”撥款1.1億美元。美國國立衛生研究院特地為此發布了一個指南，計劃用3年時間集中研究6類領域，研發觀察大腦神經元的新技術和新方法。

不過，就像“人人都知道這是塊大肥肉，卻不知道何從下口”一樣，紐瑟姆坦言：“基因計劃有個明確的計劃就是描繪出人的基因圖，腦計劃沒有明確的計劃，目的要了解大腦怎麼工作，但是難以描繪具體的任務。”

我們已經准備好迎接這個飛躍，雖然不清楚這個飛躍是什麼

就是這麼一個聽上去不靠譜、卻又耗費巨資的科研計劃，几乎把全世界神經科學研究者的腦瓜砸暈了。“腦計劃”提出一個月之后，一大批神經科學家、物理學家和工程師，聚集到美國弗吉尼亞州的小鎮阿靈頓。

奧巴馬在4月的聲明中並沒有指出一些關鍵細節，例如該計劃的具體目標和實施方案。因此針對該計劃的首次大討論——由美國國家科學基金會和加州奧克斯那德市卡夫利基金會於5月6日舉辦的一個研討會——吸引了大批來自神經科學領域的研究人員。

整個酒店宴會廳“瀰漫著興奮、希望、焦慮和緊張氣氛”。哈佛大學醫學院神經生物學家、研討會組織者之一萬·溫迪恩在接受《自然》雜誌採訪時坦承，研討會現場非常混亂無序。

即便沒有人清楚這個大事件具體是什麼，人們依然害怕錯過神經科學領域的“下一個大事件”。溫迪恩：“大家的信念是，我們已經准備好迎接這個飛躍。至於這個飛躍是什麼，將朝什麼方向發展，仍在爭論中。”

還有人形容“腦計劃”是一次羅爾沙赫氏試驗：針對一項不確定的事物，每個研究人員被邀請陳述自己的希望和沒有把握的心情。

一直到去年的9月份，“腦計劃”最終劃定9個研究領域。每個領域都有一個複雜難懂的名稱：統計大腦細胞類型，建立大腦結構圖，開發大規模神經網絡記錄技術，開發操作神經迴路的工具，了解神經細胞與個體行為之間的聯繫，把神經科學實驗與理論、模型、統計學等整合，描述人類大腦成像技術的機制，為科學研究建立收集人類數據的機制和知識傳播與培訓。

如果把這些晦澀難懂的科學術語換種法，你可能會了解這項計劃的意義深遠。紐瑟姆向中國青年報記者透露，將在今年6月份提交的一份研究報告中，“腦計劃”被制訂為短、中、長三期計劃。其中，在未來7-12年的長期計劃中，科學家們主要來了解每個腦細胞的類型和其內在聯繫。

“目前沒有人知道到底有多少種腦細胞存在。”紐瑟姆，“這項研究很關鍵，就像你製造機器或組合機器，必須先了解每一部分的結構一樣。在此基礎上爭取能夠研究出控制大腦活動的機制及大腦連接的整個圖譜。”

這可不是解剖大腦，或者製作一台大腦掃描器那麼簡單。科學家需要一步一步慢慢來：5年以后監測秀麗隱桿蟲几乎整個的大腦活動，該生物的大腦擁有302個神經細胞和大約7000個神經節點；10年之后完成擁有大約13萬個神經細胞的果蠅的整個大腦圖譜的繪製；15年后觀測斑馬魚的大腦活動，或老鼠大腦皮層中一些區域的活動。

《紐約時報》甚至樂觀地預測，科學家有可能在未來10年內構建人類大腦活動的綜合圖譜。

2014年科學家們並不能完全繪製和模擬出整個人腦，但這一年這些事情開始走上正軌

雖然耗時10年、耗資逾30億美元，但奧巴馬認為高投入是值得的，“在人類基因圖譜的研究中，我們每投入一美元，都獲得了140美元的回報。”他以此為例，認為“腦計劃”將為美國帶來豐厚的回報。

科學家分析稱，一旦研究取得進展，這項計劃將更進一步了解像老年痴呆症和帕金森綜合征等疾病，同時也有望為各種目前束手無策的精神疾病帶來新的療法。

據報導，醫學研究已經發現了超過500種腦部疾病，包括從偏頭痛到精神分裂症和老年痴呆症。在歐洲，約1/3的人口會患上與腦有關的疾病，這几乎影響所有的歐洲家庭，近年來用於這方面的醫療費用每年高達8000億歐元，隨社會老齡化程度加深，這一數字還將上升。

此外，繪製人腦地圖，將有可能帶來人工智能的大突破。這些都將極大地帶動經濟的發展，和人類認知水平的提升。

但是，質疑聲來自全世界。歐洲分子生物學組織科學家德特勒夫·魏格爾就在第一時間表示：“現在推出這樣耗資數億美元的‘腦計劃’是否過於草率，美國國立衛生研究院只是想證明自己錢多嗎？”

而事實上，歐洲的不少國家也准備研究大腦。在離白宮6000公里的地方，在英國齊切利的一次會議上，一些神經科學家和納米科學家展望神經科學研究的未來——有朝一日能同時記錄數千甚至數百萬神經元的電脈衝。

去年年初，歐盟委員會已宣佈“人腦工程”成為歐盟未來10年的“新興旗艦技術項目”。為此設立專項研發計劃，未來10年內將投入10億歐元經費。

不過，歐盟“人腦工程”與“腦計劃”有很大不同。紐瑟姆告訴中國青年報記者：“二者最大的不同在於其目標的不同。”前者的做法是利用已知信息把人腦數據用電腦描繪出來，他們的目的是用電腦模擬出人腦來；美國人則認為自己還需要更多的數據，如腦細胞的種類及其彼此之間的連接方式。

“現在將大腦活動付諸電腦設置還太早，仍然需要更多的數據支持。”紐瑟姆的語氣裏似乎流露出一點不屑，“歐洲的做法不過是走一步看一步。”

在他看來，兩個腦計劃也有互補性：美國如果發現什麼新數據可以支持歐洲腦計劃的電腦模擬，而英國在模擬的過程中發現的新數據也可以給美國研究一些啟示。

美國《大科學》網站指出，“2014年科學家們並不能完全繪製和模擬出整個人腦，但2014年是所有這些事情開始走上正軌的一年”。

與美國相隔太平洋的中國，似乎也有意推出“腦計劃”。中國科學院2013年發布的《科技發展新態勢與面向2020年的戰略選擇》研究報告稱，腦科學是“最后的科學堡壘和終極前沿”。

香港大學腦與認知科學國家重點實驗室主任譚力海就率領各地學者組成的研究團隊參與“973計劃”，一直從事中國人的腦功能的研究。他在接受媒體採訪時表示：“若中國能推出‘腦計劃’，亦是一件美事。”