>>> 2007年第9期
“复制”人脑
作者：邹建业
“蓝脑”计划
这是科幻小说吗?不是。这是近日发生在瑞士洛桑理工学院亨利·马卡兰教授实验室的一幕。不过，这个“人造老鼠大脑”只是一个“影子大脑”，是一个电脑模拟的大脑。它包括一万个电脑芯片，每个芯片模拟一个神经元细胞的行为模式，连接神经元的树状突触由复杂的电路模拟。
经过艰辛努力，马卡兰教授已经制造出了一个模拟幼鼠一部分大脑的模型。他最近提出了更加雄心勃勃的“蓝脑”计划：2008年先用啮齿动物做实验，2011年后试图组装一个猫的大脑模型，然后可能还会模拟猕猴的大脑。最终希望在2015年制造出“人类大脑”模型。
马卡兰教授的基本思路是：既然我们想要探索人类大脑活动的原理，就可以先从模拟大脑开始：用电脑“复制”人类大脑所有的活动，以及在其内部发生的各种反应。一旦最终“复制”出了人类大脑，像帕金森综合征这样因为大脑信息传递出现问题的疾病就能从中获得治疗“灵感”。
“任性”的电子鼠脑
为了研制出幼鼠一部分大脑的模型，在过去几年里，洛桑理工学院研究人员敲开了数以千计的实验鼠头颅。他们将这些老鼠的大脑切成极其薄的细片，并同时保持它们存活。研究人员给薄片上单个的神经元装上神经元传感器，用以监视神经元发出并传导的信号，还截取周围的神经元细胞对信号的反应。
同时，他们向这些大脑薄片发出电流刺激，这些刺激模拟了老鼠闻到奶酪或者突然受到惊吓时大脑的反应，通过这样的监控和反复刺激来研究大脑活动。
研究者收集了老鼠的大脑细胞在各种情景里的反应模式，这些数据成为马卡兰实验室“人造老鼠大脑”的基础。这些反应指令被输入芯片，每一个芯片就像一个神经元细胞那样活动，最后，用纵横交错的电路模拟树状突触将芯片连接。
从造出它的第一天开始，这个新生“鼠脑”的“任性”就让研究人员吃惊不小。即使没有给它任何电流刺激，监控的电脑屏幕上也显示出它在进行奇怪行为。研究人员发现，“鼠脑”会对一些信号自动产生反应，而且神经元之间会在没有外来刺激的情况下，相互协调活动。
“复制”人脑其路漫漫
目前，脑科学的进展日新月异。借助科学家在提取和解读大脑指令方面取得的进展，在电极、芯片和计算机的帮助下，一些肢体残疾的人已经能够坐直和站立，或仅凭思维来操作计算机以阅读电子邮件，甚至玩电子游戏。那么，瑞士这个雄心勃勃的“复制人脑”计划的可行性如何呢?
北京大学生命科学学院生物物理系副主任、博士生导师孙久荣教授告诉我们，大脑内有两种细胞：负责信息传导的神经元细胞和辅助信息传导的胶质细胞。人脑内神经元细胞有一万亿多个。而胶质神经细胞又是神经元细胞个数的几十倍。如此多的细胞要重造是相当困难的。连接这数以十亿计的神经元和神经之间的突触就更多。而且这些起桥梁作用的突触是随着人的学习、记忆终生可变的。他们今天连接这个神经元和那个胶质，明天可能就是连接另两个神经元了。
“人类能在短期之内弄明白意识产生的科学原理就是伟大的成就了，‘复制’人类大脑其路漫漫。”孙教授说。
（摘自2007年3月22日《国际先驱导报》）
责编：叶万军 （本文编号：391）