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心灵的未来 11 对大脑进行反向工程
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我跟所有人一样喜爱自己的身体，但如果硅质躯体能让我活200岁的话，我会换成这样一个身体。
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——丹尼尔·希尔（Daniel Hill），思考机器公司联合创始人
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2013年1月，永远改变医学和科学前景的两颗炸弹爆炸了。一夜间，曾经被认为太过复杂而无法解决的大脑反向工程突然成为世界上最大经济体之间的科学竞赛和荣耀的一个焦点。
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首先，在国情咨文中，美国总统巴拉克·奥巴马宣布向“推进创新型神经技术开展大脑研究计划”（BRAIN，简称“大脑研究计划”）提供联邦研究资金，总共大约30亿美元，这震惊了科学界。与打开基因研究闸门的“人类基因组计划”一样，BRAIN将通过绘制大脑中的电通路，揭开大脑神经层面的秘密。一旦得到大脑的图谱，很多棘手的疾病，如阿尔茨海默氏症、帕金森氏症、精神分裂症、痴呆症和躁郁症，就可能得到认知，进而可能治愈。这个计划在2014年可能得到1亿美元的启动资金。
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几乎与此同时，欧盟宣布“人类大脑工程”（HBP）将得到11.9亿欧元资金（大约16亿美元），以对大脑进行电脑模拟。该工程使用世界上最大的超级计算机，将用晶体管和钢铁创建复制人类大脑。
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这两个项目的支持者都强调这些努力会带来巨大的效益。奥巴马总统毫不迟疑地指出，BRAIN（大脑研究计划）不仅会减轻美国上百万人的痛苦，还将会带来新的收入来源。他宣称，人类基因组计划中投入的每1美元都带来了大约140美元的经济收入。事实上，人类基因组计划催生了好几个完整的新兴产业。对于纳税人来说，BRAIN会像人类基因组计划一样是一种双赢局面。
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虽然奥巴马的讲话中没有提及细节，但科学家们很快做出了补充。神经学家指出，一方面我们现在能够使用精密的仪器监测单个神经元的电活动，另一方面利用磁共振成像（MRI）机也可以监测整个大脑的活动。他们指出，所缺失的是中间地带，而大多数有意义的大脑活动都集中在这个地方。这个中间地带的通路中包含着数千个至数百万个的神经元，我们对精神疾病和行为的认识空白正源自这里。
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为了解决这个巨大的问题，科学家规划了一个15年的尝试性计划。在前5年中，神经学家希望监测上万个神经元的电活动。短期目标可能包括重新建构动物大脑中某些重要部分的电活动，例如果蝇的髓质或老鼠的视网膜（其中包含5万个神经元）的神经节细胞。
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在10年的时间里，这个数字将增加到几十万个神经元。可能包括对果蝇的整个大脑进行成像（有13.5万个神经元），或者，甚至是对目前已知的最小哺乳动物伊特鲁里亚鼩鼱（Etruscan shrew。仅3.5厘米长，2克重）的大脑皮层进行成像，它有100万个神经元。
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最后，在15年的时间里，我们可能监测几百万个神经元的活动，相当于一条斑马鱼的整个大脑或一只老鼠的整个新皮层。这将为对灵长类动物大脑的某些部分进行成像铺平道路。
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同时，在欧洲，人类大脑工程将从另外一个角度解决问题。这个项目会用10年的时间，利用超级计算机模拟不同动物大脑的基本工作原理，从老鼠开始，最后是人类。人类大脑工程并不针对单个神经元，它利用晶体管模拟神经元的行为，所以将会制造出能够模拟新皮层、丘脑或大脑其他部分的计算机模块。
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最后，这两个庞大的计划之间的竞争会引出不治之症在治疗方面的新发现，从而产生意想不到的效益，催生新的产业。但这里还有另外一个并没有言明的目标。如果我们最终能够模拟人类大脑，这是否就意味着大脑可以永生？这是否意味着意识能够存在于身体之外？这些野心勃勃的计划引出了一些最棘手的神学和形而上学的问题。
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心灵的未来 建造一个大脑
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与许多孩子一样，我也喜欢拆钟表，一个螺丝一个螺丝地卸开，然后看看这个东西是怎样合在一起的。我会在脑子里跟踪每个零件，看看一个齿轮与另一个齿轮怎样连接，直到整个钟表拼装在一起。我发现主发条转动主齿轮，然后传到一连串小齿轮上，最后转动表针。
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今天在更大的尺度上，计算机科学家和神经学家试图拆解一个极为复杂的物体，这也是宇宙中我们所知的最为复杂的物体——人类大脑。而且，他们还希望能够一个神经元一个神经元地重新组装人的大脑。
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由于自动化技术、机器人科学、纳米技术和神经科学的快速发展，人类大脑的反向工程已经不是人们茶余饭后的虚无猜想。在美国和欧洲，有几十亿美元将很快投入到那些曾经被认为是荒谬的项目中。今天，一小部分有远见的科学家正将其毕生精力投入到一个他们可能看不到完成之日的项目中。明天，他们的行列会扩大为一个庞大的队伍，他们会得到美国和欧洲国家的慷慨资助。
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如果获得成功，这些科学家将改变人类的历史进程。他们不仅会找到治疗精神疾病的新药和疗法，还可能解开人类意识的奥秘，也许可能将意识上传到计算机。
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这是一项令人敬畏的工作。人类大脑包含1000亿个神经元，接近银河系中恒星的总数。每个神经元又与上万个神经元相连接，所有可能的连接加起来达到1亿亿个（这还没有开始计算神经元网络中的通路个数）。因此，人的大脑能够产生的“思维”数量完全是天文级别的，超出了人类的认识范围。
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然而，这并没有让一小部分富有激情的、专注的科学家退缩，他们试图从零开始重构人类大脑。有一句中国谚语说：“千里之行始于足下。”这个重要的第一步事实上已经迈出了，科学家们已经对线虫神经系统中的神经元逐个进行了解码。这个被称为“秀丽线虫”的微小生物拥有302个神经元，7000个突触，这些都得到了精确的记录。完整的线虫神经系统图谱可以从互联网上找到。（直到今天，线虫还是整个神经结构得到这样解码的唯一活性生物体。）
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最初，人们认为对这种简单生物体的完整反向工程可以打开通向人类大脑的大门。但具有讽刺性的是，情况恰恰与此相反。虽然线虫的神经元在数量上是有限的，但由它们组成的网络仍然十分复杂和精密，甚至认识线虫行为的简单事实（例如，哪些通路与哪些行为有关）都花去了几年时间。如果低等的线虫都难于得到科学理解，那么科学家就要被迫重新认识人类大脑所具有的复杂性。
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