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意义重大的蓝脑计划
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亨利·马克莱姆是瑞士洛桑联邦理工学院大脑和思维研究所主任，也是“要理解大脑如何工作，最重要的是理解大脑的生物性质”这一观点的倡导者。他同意霍金斯所说的给人工智能建模所存在的问题：“计算神经科学的主要问题在于，建立大脑模型的理论家们没有深厚的神经科学知识。当前的模型可能可以抓住生物表征的一些元素，但基本上离生物本质还是很远。这个领域需要的是愿意与神经科学家紧密合作、认真学习生物学的计算神经科学家。”50马克莱姆很注重细节。他不是一个只会鼓吹理论的人。他研究过离子通道、神经递质、树突、突触层级，靠自己的努力才有了现在的成就。
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马克莱姆的研究所正在与IBM公司的蓝色基因（Blue Gene/L）超级电脑合作。他们正在进行对哺乳动物大脑的逆向工程。这个项目被命名为蓝脑计划（Blue Brain Project），其复杂程度与人类染色体计划不相伯仲。首先，他们正在制造一个老鼠大脑的3D复制品，最终目标是制造出人类大脑的3D复制品。“这个雄心勃勃的计划意在以高生物准确度模拟出哺乳动物的大脑，并研究生物智能出现的步骤。”3这不是制造大脑或人工智能的尝试，而是表征生物系统的尝试。通过这个计划，我们将更了解智能，甚至也更了解意识。
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马克莱姆认为最基本的问题在于“有机体不同级别的智能之间的‘质量’是有巨大差距的”。所以，原子的智能要比DNA分子的智能少，DNA分子的智能要比它所编码的蛋白质少，而蛋白质的智能又远远比不上产生不同种类细胞的蛋白质组合。这些不同的细胞结合起来产生不同的脑区，这些脑区又接收并加工不同的输入，如此等等。大脑作为整体，其智能的质量是远远高于其物理结构、单独脑区以及神经元的。而问题在于，究竟是不是神经元间的交互作用，也就是这些良好的连接导致了这个巨大的质变呢？所以，这个3D模型并不是以前造出来的那些乱来的模型。事实上，它将是一具前所未有的大脑模型。完成它需要世界上最大、最强、最快的计算机——蓝色基因的巨量计算力才行。
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认识人类The Science Behind What Makes Us Unique
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他们正在一个神经元接一个神经元地建造复制品，因为所有神经元的解剖结构、电学构造以及树突连接都是独特的。这个计划基于过去百年来大量的神经解剖学以及生理学研究，起始于对新皮层柱的微结构的解释，以及离子电流模型和神经元树突影响其加工的观点。这个计划的第一个目标已经完成了，即建立两周大的老鼠的一个新皮层柱。为了给这个计划做准备，洛桑联邦理工学院的研究者在过去十年中一直在配对记录两周大的老鼠的躯体感觉皮层中数千个神经元的形态、生理及其突触连接。新皮层柱的复制品“蓝色柱” [91]由新皮层柱维度内一万个新皮层神经元组成，其直径大约为0.5毫米，高1.5毫米3。
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2006年末，第一个皮层柱制造完成；这个模型中包含3千万个位置精确的突触！下一步就是用模型的模拟结果与老鼠大脑的实验数据进行比较了。我们将会识别出需要更多信息的脑区，也会进行更多研究来填补空白。这不是能一步登天的事儿。大脑回路需要根据不同脑区的新数据不断进行重构，而真实生理回路连接的复制品也将会越来越准确。
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马克莱姆有一整张清单上写满了需要从这些模型里获得的信息。正如布雷齐尔认为自己的机器人会对证实神经科学理论有帮助一样，马克莱姆也觉得自己的“蓝色柱”会有这样的作用：“详尽、准确地模拟生物大脑让我们能够回答很多基础问题，这些问题是以当前任何实验或理论方式都解释不了的。”3首先，他认为这是一个把我们已知的所有关于皮层柱的随机信息拼图收集起来放在一起的方式。当前的实验方法只能让人获得对结构中一小部分的匆匆一暼，而这个模型能够将拼图收集完整。你们这些拼图狂热爱好者肯定知道这有多么令人愉悦吧。
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马克莱姆希望，不断修正模型细节可以让我们理解离子通道、接受器、神经元以及突触通道的精细控制。他希望能够借此回答关于各个成分的准确计算功能的问题，以及其对涌现行为的作用。他还预见到我们将可以知道这些线路的涌现特征（如记忆的存储和提取，以及智能）是如何出现的。一个详尽的模型还会对疾病诊断和治疗有所裨益。除了识别回路中容易造成功能障碍的弱点并针对它们进行治疗以外，我们还可以对神经或精神疾病进行模拟，以此检验对其病因的假设是否正确，并设计诊断和治疗疾病的方法。这个模型还能给我们提供可以用于硅基芯片的电路设计。真是太棒了！
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操纵自身的进化
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格雷戈里·斯托克（Gregory Stock）是加州大学洛杉矶分校药物、技术与社会项目的主任。他不认为技术和机器人领域会改变作为人类的意义。他认为目前它们的意义就在于把我们变成功能性机械人了。机器仍只是机器，身体仍是碳基的。没事儿就躺上手术台来个神经手术对他来说没什么吸引力，而且他也不认为这会吸引多少人，特别是你只需要在身上携带一个外设装置就可以获得和进行神经手术一样的效果。我知道神经手术肯定不在我的待办事项上。当你戴个智能手表或者在皮带上夹个东西就能做到同样的事情时，为什么要冒这个风险呢？当你只要戴副眼镜就可以获得夜视能力时，为什么要放弃一只完好的眼睛呢？斯托克认为我们的世界将会被基因和基因工程所颠覆——通过改变DNA，人类将可以自己决定自己的进化。这些改变将不会是什么疯狂科学家炮制出来的将人类按照他的定制进行改造的主意，而是会随着治疗基因疾病并避免将其遗传给孩子们的努力开始慢慢显现。它们还会来自于理解我们的性情是由基因决定的（正如我们说过的家养西伯利亚狐狸），而且这些基因将会是可以被改变的。“我们已经可以运用技术来改变身边的世界。大城市里的玻璃、混凝土和不锈钢峡谷并不是我们的更新世祖先常来的地方。现代科技已经非常强大和精确，可以将其运用在我们自己的身体上了。而在我们完蛋之前，我们可能会像改造周遭世界一样来改造我们的身体。”51
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通过生物手段改变DNA
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你可以通过药物来改变生理，或者改变记录着如何建造你的身体的操作手册。这份手册就是DNA。有两种改变DNA的方式：体细胞基因疗法和生殖细胞基因疗法。
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体细胞基因疗法是修改非生殖细胞中的DNA，它只能影响当前个体。生殖细胞基因疗法则是改变精子、卵子或是受精卵的DNA，让未来成年有机体的所有细胞都拥有新的DNA，包括生殖细胞。这意味着这种改变会被传递给后代。
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认识人类The Science Behind What Makes Us Unique
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斯坦利·科恩（Stanley Cohen）和赫伯特·博耶（Herbert Boyer）分别来自斯坦福大学和加州大学旧金山分校，他们之间只有50公里的距离，却在夏威夷碰了头。1972年，他们参加了一个关于细菌质粒的会议。质粒是DNA分子，通常是环状的。它与染色体DNA分离，但仍能够复制，通常漂浮在细菌细胞中。质粒之所以很重要，原因之一是这些DNA链可以携带让细菌对抗生素产生抗性的信息。科恩一直在试图隔离质粒中的特定基因，并将其放到大肠杆菌中，让它们自己复制自己。博耶发现在特定DNA序列中，有一种酶可以切断DNA链，留下一个让它能与其他DNA连在一起的“黏性末端”。这两人在午餐时间聊了起来，并开始好奇博耶的酶是否可以把科恩的质粒DNA切断成特定而非随机的片段，然后把这些片段结合成新的质粒。他们决定合作，并在几个月的时间里成功把一段外来DNA接入了一个质粒52。这个质粒就好像载体一样携带着这个新的DNA，而这个新的DNA给一个细菌插入了新的基因信息。当细菌繁殖的时候，它也将这个外来DNA复制给了自己的后代。这就成了一个制造新DNA链的天然工厂。博耶和科恩——这两个现在被称作“生物技术之父”的人，知道自己发明了一种又快又简单的制作生物化学物质的方法。博耶与他人合作建立了第一个生物技术公司基因泰克（Genentech）。今天，来自世界各地的人们都享受着博耶和科恩的“细胞工厂”所带来的好处。被生物改造过的细菌会制造人类生长激素、人工合成胰岛素、血友病患者所需的凝血因子、肢端肥大症患者所需的促生长素抑制素，以及被称作“组织纤溶酶原激活剂”的抗凝剂。这条研究道路意味着有朝一日定制DNA可能会被加入人类的细胞里，问题就在于如何将它们放进去。
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体细胞基因疗法的目标在于通过把好的基因插入个体的细胞来更换导致疾病或功能障碍的坏掉的基因。虽然接受者的基因被改变了，但并不是身体里所有的细胞都改变了，而且这个改变不会传给下一代。这可不是一项简单的工作。虽然在这个领域有很多研究，花费了很多经费，但还是路漫漫其修远。
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首先，我们得知道如何把基因插入细胞才行。最终，研究者发现他们应该使用细胞入侵和细胞内复制的专家：病毒。跟细菌不一样的是，病毒无法自行复制。事实上，病毒只是DNA或RNA的载体而已。它由一层蛋白质保护层包裹着DNA或RNA构成——就这么简单。
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病毒是糟糕客人的典范。它偷偷溜进寄主细胞，使用细胞的复制装置来复制自己的DNA。然而，如果你可以制作一种含有正常基因DNA的病毒，并将其放入含有缺陷基因的细胞里，那么病毒就会起到和体细胞基因疗法一样的作用了：把病毒的DNA拿出来，加入你想要的DNA，再放毒归山。
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最初的研究集中在由细胞里的单一缺陷基因所导致的疾病，而不是由多个缺陷基因协同作用导致的病症，而且这样的细胞必须是易于接触的，比如血细胞或是肺部细胞。但当然，没有什么事情会跟最初的预期一样容易。病毒的蛋白质保护层对人体来说是外来物质，有些时候寄主会产生排异反应，不过近期意大利研究者们可能已经解决了这个问题53。因为排异反应的问题，他们研发了不同的DNA载体。在染色体上插入DNA链也并非易事，因为放置的位置很重要。如果切断了调节下一个DNA序列表达的序列，那就有可能产生无法预料的后果，比如肿瘤54。而且大多数基因疾病，诸如糖尿病、阿尔茨海默病、心脏病以及多种癌症，都是因为一连串基因引起的，而不是单一基因所致。同时，治疗效果可能不是永久性的。被修改过的细胞的存活时间可能不会很长，所以这种疗法需要多次重复。
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基因疗法有过一些成功案例，包括对重度联合免疫力缺陷病（也就是所谓的“气泡男孩症”）55，56，57和X连锁慢性肉芽肿病（另一种免疫缺失疾病）58的治疗。正当我在写这本书的时候，英国广播公司（BBC）报道了伦敦芜田眼科医院（Moorfields Eye Hospital）的研究小组对RPE65基因缺陷所导致的失明进行的第一次基因治疗尝试59。问题在于，体细胞治疗只是打补丁而已。被治愈的人们仍然携带着变异的基因，并会将其传递给后代。这就是为什么我们发明了生殖细胞疗法。
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在生殖细胞疗法中，胚胎的DNA会被改变，包括生殖细胞里的DNA。卵子或精子会携带新的DNA，并把改变带给后代。产生疾病的单个或多个基因会在这个个体的基因序列里完全被消除。这个想法直到1978年第一个试管婴儿出生时才被提出。体外受精过程包括从女性卵巢中收集卵子，并将其放到一个培养皿里与精子混合。合成的受精卵接下来就可以接受操纵了。当年备受争议的试管内受精（in vitro fertilization，简称IVF）如今成了鸡尾酒会上的闲谈。这并不意味着这个过程让人愉悦，它在情感上和生理上都是很难让人接受的。尽管困难重重，依然有许多无法生育的夫妻因为这项技术而获益，现在美国有1%的新生儿都是试管婴儿。
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不是所有使用该技术的人都是无法生育的夫妻。有些人是因为生过有遗传病（比如囊性纤维化）的孩子，另外当准父母知道自己有缺陷基因的时候也会这样做。胚胎会在试管里受精，当它成长到8个细胞大的时候，就会对其进行一系列目前可用的遗传测定。直到2006年前，只有很少一部分疾病可以被检测出来。然而，伦敦盖式医院（Guy’s Hospital）研发出了植入前遗传学单倍型分析（简称PGH）60这样一种新手段，改变了这一状况。现在只需从早期胚胎中提取并复制单个细胞的DNA，用它做出DNA指纹图谱就可以了。这不仅将能从植入前的胚胎中探测出来的基因缺陷种类增加到了数千个，还增加了可使用的胚胎数量及其存活率。在这个测试出现之前，如果怀疑受精卵带有X染色体疾病，男性胚胎是没有办法接受测试的，只能被淘汰。现在它们也可以接受筛选了。人类是唯一可以修改自己（以及其他物种）的染色体并指导自身基因繁殖的动物。
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未来PGH的运用将会很广泛。有一个叫作BetterHumans.com的网站，其首页关于PGH评论的留言非常好地描述了它可以运用到的领域：