小鼠脑神经活动模拟图公开

　　最近，瑞士洛桑理工学院的大脑与思维学院主任亨利•马克莱姆和由他带领的脑神经科学家们组成的研究小组，公布了一组实验室小鼠的单个脑皮层单元的活动模拟图。这幅图由能够进行高速运算的IBM 超级计算机绘制, 将面向全世界所有进行相关领域研究的科学团体公开。

　　这组由计算机绘制出来的脑活动模拟图看上去杂乱，而且平淡无奇，但是事实上，这些图的成功绘制却是脑研究领域的一项突破性成就。科学家们在计算机上根据收集到的小鼠脑皮层活动数据绘制出活动模拟图。经实验观察证明，模拟图和它的生物活体—一只两周大的小鼠的行为、活动完全吻合。这证明脑机制的活动是能够被计算和再现的，而在此之前，科学家们对大脑的研究都还只停留于大脑生理机能的分析和描述，但对大脑是如何运作、大脑如何思考、记忆和理解等都所知甚少。现在，马克莱姆和他的研究小组却成功地在分子水平上模拟出大脑的运转和内部处理的流程。

　　这看上去很玄妙，但是其实道理很简单。马克莱姆和他的研究小组其实在做一个大脑的模版，首先记录下脑皮层单元的所有活动轨迹，把它精确绘制出来，再运用计算机去计算整个脑皮层的活动状态。接下来，就是将这些轨迹的图谱分析、“翻译”成记忆、认知和推理，这样的模版将可以被运用在对大脑活动的分析过程之中。—当然，有了这个模版， 脑神经科学家更疯狂的设想是，可以利用这个模版复制人脑，在硅片中发展出一台可以像人类那样思考的计算机，当它的运算程序进化得跟人类的思维方式一模一样的时候，它可以感知，开口说话，甚至具有情感。

　　这不像已经被讨论得烂熟的人工智能，这有点像以计算机为载体的对人的克隆。这的确有一种对应关系，DNA 的解码成就了克隆技术，而马克莱姆他们所做的，正是大脑活动的解码。当小鼠脑皮层单元活动被编译和绘制出来之后，接下来的是整个小鼠脑皮层的分析和模拟。马克莱姆说：“这将是年初的工作，接下来是猫的，然后是猴子，最后，我们将模拟人脑。”

　　屡遭嘲笑的疯狂计划

　　小鼠脑皮层单元活动的绘制成功，至少证明了马克莱姆实验小组对大脑研究的思路是可行的，但是在此之前，这却是一个屡遭嘲笑、被业内同行们“判定”为必然失败的计划。

　　据马克莱姆自己回忆，项目开始的时候批评多得“不可思议”，所有人都认为他疯了。脑科学研究的科学家们认为，我们对大脑的了解还是太少了，不可能有人能够模拟出大脑的运作机制。即使当小鼠的脑皮层单元活动被成功绘制，单个神经单元的模拟和整个大脑皮层的模拟根本不是一回事，鼠脑和人脑的活动也根本不是一回事，“这中间复杂的交错关系和反应根本不是计算机可以计算出来的”。

　　马克莱姆并不否认这一点，但他认为，这些差别都只是运算速度上的不同，本质并没有什么差别。马克莱姆说：“没有哪一个脑科学研究专家有资格说我们不了解全部的大脑，他们甚至不知道我们到底了解了多少，那些小单元上发生的活动具有他们想象不出来的意义。”的确，虽然命名为“蓝脑”的人脑模拟项目是从2005 年开始的，但是马克莱姆教授却为此已经准备了15 年。这位今年44 岁的南非科学家最初在德国的马普学会研究电生理学，在记录两个神经元的活动时意外捕捉到它们的交流。马克莱姆当即决定记录下它们所有交互反应的轨迹，这一观察，就持续了15 年。而在近10 年，马克莱姆和他的研究小组逐步建立起神经中枢结构数据库，并拥有了世界上最大的单神经细胞数据库。马克莱姆认为，现在只要拥有具有足够运算能力的计算机，模拟和复制人类大脑的计划实现，就是一个时间问题。

　　2005 年，美国IBM 公司和马克莱姆的研究小组开始合作，利用IBM 超级计算机的超强计算能力，创建大脑皮层回路的详细模型。目前IBM 计算机计算单个的神经单元活动可以勉力而为，但做出整个大脑皮层的回路模型还没有可能。马克莱姆指望近几年里，计算机的运算能力再实现一个飞跃。“我相信大脑在计算机中的复制一定会成功，有第一步，接下来的都只是时间上的必然演进。而在接下来的阶段，我们可以根据脑运作的分析图谱，研究那些精神紊乱的病症如何发生的，比如抑郁、精神分裂还有痴呆。”根据马克莱姆的设想，这项计划将会逐步帮助我们像了解我们的身体那样了解大脑。当然，可以料想，随着这项研究步入实质性的阶段，接下来将出现的将不再是怀疑者的声音，而会是科学伦理敏感者的反对声。