本报记者 曾福泉

　　要说2014年开年最火的真人秀，不能不提《最强大脑》。前来挑战的选手要么记忆力惊人，要么有神奇的心算能力。人脑，为何可以这么强？

　　人脑中有大约1000亿个神经元，彼此通讯，形成100万亿个突触，数量之繁密，胜过整个银河系的星辰。2013年，欧盟和美国先后宣布启动耗资巨大的“脑研究计划”，消息一经公布，即被视为堪与登月计划和人类基因组计划相媲美的科学伟业。毕竟，今时今日，人类对于大脑的奥秘仍然所知甚少。

　　中科院2013年发布的《科技发展新态势与面向2020年的战略选择》研究报告指出，脑科学是“最后的科学堡垒和终极前沿”。大脑研究成果将给我们未来的生活带来哪些改变？在“脑计划”汇聚全球科学家智慧的今天，中国又将如何布局？

探索终极前沿——

脑计划，吹响

“最强大脑”集结号

　　回答“天问”

　　早在2005年，国际著名期刊《科学》就提出了关于未来科学最重要的25个问题，其中包括“意识的生物学基础是什么”“记忆是如何存入又怎样被提取的”“我们在多大程度上可以攻克老年性痴呆症”等等。这些问题，对于生命和人类社会是如此关键，而回答它们却又如此困难。

　　著名神经科学家、中科院院士、浙江大学医学部主任段树民教授认为，从研发更加先进的人工智能和超级计算机，到寻获治疗现代社会中日益严峻的神经性疾病和精神疾病的医学方法，无不有赖于对大脑结构和机制的更为深刻的理解。

　　“在过去的几十年中，脑科学在宏观和微观尺度上都取得了巨大的进步。然而，这两个层次之间的沟壑，即‘介观尺度’仍需填补。” 浙江大学神经科学研究所李晓明教授说，科学家现在已经非常清楚地知道单个神经元如何工作，并如何与紧邻的神经元通讯，但在结构上再高一层次就不清楚了。

　　比如，我们模糊地认识到，脑内不同区域的神经元之间存在神经环路，情绪和记忆就在这些环路之间传递。这些神秘的回路如何组成，又如何进行编码？人类经验似乎可以改变这些回路的活性从而对行为做出修正，这究竟是怎么实现的？科学家至今不能提供一个神经连接结构的详细图谱，对此，DNA双螺旋结构发现者之一克里克曾说，这是一个“不能忍受的痛苦”。

　　从2013年起步的人类“脑计划”正是瞄准了这些我们目前还一无所知的领域。科学家认为：我们应当知道，我们终将知道。

　　描绘“迷宫”

　　为了观测并记录大脑这个空前复杂且瞬息万变的系统，需要采用前所未有的研究技术。美国的“脑计划”即着眼于此，希望创造出一整套先进的科学方法。

　　比如“大尺度网络记录技术”。“只对几个神经元进行研究，始终难以避免‘盲人摸象’的局面。”浙大神经科学研究所奚望博士说，全面记录大脑网络的运行，清晰地看到环路显现，是科学家的夙愿。

　　又比如开发“神经回路操纵工具”，涉及电子、光子、细胞遗传学和纳米技术等，希望对全脑所有区域进行长时间、全面的动态记录，将使科学家对大脑神经元运行机制的理解提升到一个全新的层面。其中一种方法是通过光来激活或者抑制特定的蛋白质，从而调控神经元发放动作电位。这样，科学家就把操控这套复杂的生物电路的“开关”握在了自己手里，不再被动地等待。

　　相比之下，欧盟提出开发新型“仿神经计算系统”，更偏向于对大脑的模仿。这将是一种运算飞快而能耗很低的超级计算机，在形态、结构、机制等各方面都与传统计算机截然不同，更接近人脑。

　　段树民院士表示，脑计划研究需要多学科汇合，必须在国家层面甚至国际层面进行广泛的资源整合。普查脑细胞类型、描画大脑结构图，需要神经科学和生物技术；对海量的实验数据进行分析，采用全新的统计和解释手法，将理论与人类行为对应，这又需要实验心理学、统计学、工程和计算机科学等各领域的专家。

　　中国布局

　　段树民院士表示，中国正加快启动长期的大型脑研究计划，逐步制定重大专项或重大研究计划，旨在凝聚研究力量，鼓励交叉领域协同合作，对脑科学领域重大前沿问题进行持续攻关。

　　这同样出自应对严峻现实问题的需要。浙大神经科学研究所孙秉贵教授介绍，我国老年痴呆病人已近1000万，并逐年增加，目前还没有非常有效的治疗方法；脑中风患者800多万，成为第一位致死和致残病因；精神、心理疾病的发病率快速上升至14%，心理健康已经成为现代社会不容忽视的问题。

　　“我国有着丰富的重要脑疾病的临床资源。”段树民院士说，“浙江大学于2013年初建立的中国人脑库运营良好，已取得多例大脑捐赠。在全国范围内，未来将可能有更多的、针对不同疾病的大型脑库建立，为脑研究作出贡献。”