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了解神经元之间的沟通规则至关重要。单个神经元并非随意连接，而是寻求特定的通信伙伴。尽管每个神经元独一无二，但研究人员发现不同个体的大脑线路存在共同模式。欧盟资助的“人脑工程”（Human Brain Project）旨在计算机上构建完整的人类大脑模型，项目负责人、瑞士神经学家亨利·马克拉姆（Henry Markram）称大脑为“神奇的机器”。该项目预计在2023年前完成，有望在治疗帕金森病、阿尔茨海默病等神经系统疾病，以及开发新型超级计算机和智能机器人方面取得突破。

马克拉姆表示：“这是人类面临的三大挑战之一：我们需要了解地球、宇宙和人类的大脑。”项目团队由来自欧洲9个国家的神经学家、遗传学家、计算机科学家、机器人专家和伦理学家组成，目标是在计算机上模拟完整人脑，以揭示意识本质并推动医学进步。

“人脑工程”的核心目标是整合现有神经科学知识，构建一个可运行的数字大脑模型。目前全球约有20万神经学家，发表了数百万篇论文，但知识碎片化严重。马克拉姆强调：“是时候将这些论文整合起来了。”该模型将帮助制药公司快速测试新药，无需进行人体试验，从而加速药物研发并降低成本。

项目的前身是始于2005年的“蓝脑计划”（Blue Brain Project），旨在从实验数据逆向构建哺乳动物大脑。研究重点在于大脑皮层——这一仅几毫米厚的结构是进化关键，也是理解感官信息处理和意识产生的基础。蓝脑计划已成功模拟了部分大鼠大脑的新皮层，并绘制出3D神经元活动图。新皮层可类比为一架巨大的钢琴，数百万个皮层单元如同琴键，共同演奏出复杂的神经交响乐。

为了构建完整人脑模型，科学家需要处理海量数据。尤利希研究中心的超级计算机将承担计算任务，其主任托马斯·利伯特（Thomas Lippert）面临如何高效处理局部数据而不忽略整体的挑战。神经学家卡特琳·阿曼茨（Katrin Amunts）领导的小组正在绘制人脑详图：他们将大脑切成8000片，利用高性能扫描仪数字化，每个切片转化为10×10×20微米的模块，总数据量约3TB，而更高分辨率图谱可能超过700TB。

尽管“人类基因组计划”在疾病治疗方面未达预期，但“人脑工程”有望在老年痴呆症、帕金森病和肌萎缩侧索硬化症（ALS）等疾病上取得突破。此外，该模型还将推动节能计算机和新型机器人的设计。马克拉姆指出，新药研发因成本高昂而进展缓慢，数字大脑模型可大幅缩短测试周期，为制药行业带来革命性变化。