瑞士科學(xué)家提出了一項雄心勃勃的計劃：在2015年制造出“人類大腦”。

　　國際先驅(qū)導(dǎo)報特約撰稿鄒建業(yè)發(fā)自北京 早晨，剛上班的研究員帶著一塊奶酪進(jìn)入實(shí)驗室。人造的老鼠大腦“聞”到奶酪的香味，馬上從有點(diǎn)“昏睡”的狀態(tài)中活躍起來……

　　“藍(lán)腦”計劃

　　這是科幻小說嗎？不是。這是近日發(fā)生在瑞士洛桑理工學(xué)院亨利·馬卡蘭教授實(shí)驗室的一幕。不過，這個“人造老鼠大腦”只是一個“影子大腦”，是一個電腦模擬的大腦。它包括一萬個電腦芯片，每個芯片模擬一個神經(jīng)元細(xì)胞的行為模式，連接神經(jīng)元的樹狀突觸由復(fù)雜的電路模擬。

　　經(jīng)過艱辛努力，馬卡蘭教授已經(jīng)制造出了一個模擬幼鼠一部分大腦的模型。他最近提出了他更加雄心勃勃的“藍(lán)腦”計劃：2008年先用嚙齒動物做實(shí)驗，2011年后試圖組裝一個貓的大腦模型，然后可能還會模擬獼猴的大腦。最終希望在2015年制造出“人類大腦”模型。

　　馬卡蘭教授的基本思路是：既然我們想要探索人類大腦活動的原理，就可以先從模擬大腦開始：用電腦“復(fù)制”人類大腦所有的活動，以及在其內(nèi)部發(fā)生的各種反應(yīng)。一旦最終“復(fù)制”出了人類大腦，像帕金森氏癥這樣因為大腦信息傳遞出現(xiàn)問題的疾病就能從中獲得治療“靈感”。

　　“任性”的電子鼠腦

　　為了研制出幼鼠一部分大腦的模型，在過去幾年里,洛桑理工學(xué)院研究人員敲開了數(shù)以千計的實(shí)驗鼠頭顱。他們將這些老鼠的大腦切成極其薄的細(xì)片，并同時保持它們存活。研究人員給薄片上單個的神經(jīng)元裝上神經(jīng)元傳感器，用以監(jiān)視神經(jīng)元發(fā)出并傳導(dǎo)的信號，還截取周圍的神經(jīng)元細(xì)胞對信號的反應(yīng)。

　　同時,他們向這些大腦薄片發(fā)出電流刺激，這些刺激模擬了老鼠聞到奶酪或者突然受到驚嚇時大腦的反應(yīng)，通過這樣的監(jiān)控和反復(fù)刺激來研究大腦活動。

　　研究者收集了老鼠的大腦細(xì)胞在各種情景里的反應(yīng)模式，這些數(shù)據(jù)成為馬卡蘭實(shí)驗室“人造老鼠大腦”的基礎(chǔ)。這些反應(yīng)指令被輸入芯片，每一個芯片就像一個神經(jīng)元細(xì)胞那樣活動，最后，用縱橫交錯的電路模擬樹狀突觸將芯片連接。

　　從造出它的第一天開始，這個新生“鼠腦”的“任性”就讓研究人員吃驚不小。即使沒有給它任何電流刺激，監(jiān)控的電腦屏幕上也顯示出它在進(jìn)行奇怪行為。研究人員發(fā)現(xiàn)，“鼠腦”會對一些信號自動產(chǎn)生反應(yīng)，而且神經(jīng)元之間會在沒有外來刺激的情況下，相互協(xié)調(diào)活動。

　　“復(fù)制”人腦路漫漫

　　目前，腦科學(xué)的進(jìn)展日新月異。借助科學(xué)家在提取和解讀大腦指令方面取得的進(jìn)展，在電極、芯片和計算機(jī)的幫助下，一些肢體殘疾的人已經(jīng)能夠坐直和站立，或僅憑思維來操作計算機(jī)以閱讀電子郵件，甚至玩電子游戲。那么，瑞士這個雄心勃勃的“復(fù)制大腦”的可行性如何？

　　北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物物理系副主任、博士生導(dǎo)師孫久榮教授告訴《國際先驅(qū)導(dǎo)報》，大腦內(nèi)有兩種細(xì)胞：負(fù)責(zé)信息傳導(dǎo)的神經(jīng)元細(xì)胞和輔助信息傳導(dǎo)的膠質(zhì)細(xì)胞。人腦內(nèi)神經(jīng)元細(xì)胞有一萬億多個。而膠質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞又是神經(jīng)元細(xì)胞個數(shù)的幾十倍。如此多的細(xì)胞要重造是相當(dāng)困難的。連接這數(shù)以十億計的神經(jīng)元和神經(jīng)之間的突觸就更多。而且這些起橋梁作用的突觸是隨著人的學(xué)習(xí)、記憶終生可變的。他們今天連接這個神經(jīng)元和那個膠質(zhì)，明天可能就是連接另兩個神經(jīng)元了。

　　“人類能在短期之內(nèi)弄明白意識產(chǎn)生的科學(xué)原理就是偉大的成就了，‘復(fù)制’人類大腦其路漫漫?！睂O教授說。