神經(jīng)學(xué)家打造超級(jí)人腦,未來或誕生"可創(chuàng)造"意識(shí)

據(jù)國外媒體報(bào)道，人工智能是一個(gè)熱門的研究領(lǐng)域，科學(xué)家試圖通過模擬人腦的活動(dòng)來研制出先進(jìn)的機(jī)器人，其終極目標(biāo)是創(chuàng)造意識(shí)。人類的大腦是否能建立起一個(gè)超級(jí)復(fù)制品呢？在ted大會(huì)上，洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院藍(lán)腦計(jì)劃負(fù)責(zé)人亨利?馬克拉姆宣布了一項(xiàng)超級(jí)藍(lán)圖，如果該計(jì)劃獲得成功，那么十年之內(nèi)或誕生可創(chuàng)造意識(shí)形態(tài)的全息技術(shù)，其有助于創(chuàng)造一個(gè)擁有自我意思的人工智能。這位出生于南非的神經(jīng)學(xué)家目前正在試圖建立一個(gè)完整的人腦模型，從微小的突觸到整個(gè)腦部半球，并通過一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬。

人工智能已經(jīng)困擾了科學(xué)家?guī)资曛?，大部分人認(rèn)為這是不可能實(shí)現(xiàn)的，意識(shí)之謎可能永遠(yuǎn)無法解開。人腦的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，擁有860億個(gè)神經(jīng)元以及千萬億級(jí)的連接，如果我們能將人腦完全拆開，那么這里將是一片全新的領(lǐng)域。來自加州理工學(xué)院的克里斯托夫?科赫教授認(rèn)為蛔蟲僅僅有302個(gè)神經(jīng)元，但是我們還沒弄懂這種生物是如何“工作”的。雖然多數(shù)神經(jīng)科學(xué)的學(xué)科帶頭人認(rèn)為馬克拉姆的計(jì)劃并不現(xiàn)實(shí)，但是他已經(jīng)獲得了一些支持，一組由15位神經(jīng)科學(xué)博士組成的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)試圖模擬擁有100萬神經(jīng)元的老鼠大腦皮層。

相比較于老鼠大腦皮層，人類大腦顯得更加復(fù)雜，需要更多的資金投入，對(duì)此歐盟委員會(huì)在今年1月?lián)芸?0億歐元對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行支持，如果馬克拉姆的“復(fù)制意識(shí)”計(jì)劃獲得成功，那么人類必然將進(jìn)入全新的時(shí)代。

書單｜腦科學(xué)+提升記憶力最有價(jià)值的8本書

以上問題，你想知道答案嗎？

懷著對(duì)大腦和記憶力的好奇，我收集了30多本關(guān)于 腦科學(xué)、記憶力的書 ，作者有著名的 神經(jīng)學(xué)家、心理學(xué)家、醫(yī)學(xué)博士 等，分別從不同角度闡述大腦的工作原理、有效提升記憶力的科學(xué)建議。

讀后從中選出最有價(jià)值的8本書，推薦給大家。

作者 約翰?梅迪納 ，是一位杰出的生物學(xué)家、教授、暢銷科普作家。

《讓大腦自由》一書用生動(dòng)的語言、豐富的案例，解析了艱深的主題，闡述 大腦的工作原理，如何高效用腦進(jìn)而釋放大腦潛力。

全書邏輯清晰，易讀易懂，是一本很棒的腦科學(xué)科普書。

作者 諾曼?道伊奇 ，是醫(yī)學(xué)博士、精神科醫(yī)生、教授，同時(shí)還是暢銷書作家、詩人。

《重塑大腦 重塑人生》一書是介紹 神經(jīng)可塑性的經(jīng)典科普書，集合了最近10年大腦研究的精華，通過諸多實(shí)例，來說明大腦可以改變的、是如何改變的。

這本書讀起來更象一本故事書，作者以深厚的寫作功底，將科學(xué)研究中的實(shí)例，敘述的生動(dòng)細(xì)致，將經(jīng)歷曲折的真人真事與科學(xué)知識(shí)融為一體，讀起來輕松有趣。

作者 溫蒂?鈴木 ，是知名神經(jīng)科學(xué)家，紐約大學(xué)終身教授，同是還是一位出色的健身教練，多年致力于身體對(duì)大腦健康的研究。

《鍛煉改造大腦》一書通過講述作者運(yùn)動(dòng)、科研的親身經(jīng)歷，展現(xiàn) 如何運(yùn)用神經(jīng)科學(xué)原理，用運(yùn)動(dòng)改善大腦，徹底改變自己生活的大腦訓(xùn)練法。

全書專業(yè)細(xì)致，又通俗易懂，貼近實(shí)際，感性的真實(shí)故事與理性的科學(xué)分析結(jié)合。你可以把它當(dāng)作一本腦科學(xué)科普書來讀，也可以當(dāng)作一本改善大腦功能的說明書，還可以當(dāng)作一本小說。

作者 樺澤紫苑 ，是日本著名神經(jīng)科醫(yī)生，作家，過去20年讀書超過6000本，并持續(xù)通過社交媒體傳播和輸出高效記憶、高效讀書的相關(guān)知識(shí)。

《過目不忘的讀書法》一書從神經(jīng)科醫(yī)生角度，介紹了作者的 過目不忘讀書法體系，幫助讀者學(xué)會(huì)科學(xué)高效閱讀，內(nèi)化知識(shí)，快速成長 。

全書以具體方法為主，提出的觀點(diǎn)有專業(yè)依據(jù)，又通俗易懂，值得學(xué)習(xí)借鑒。

作者 本尼迪克特?凱里 ，是美國學(xué)習(xí)問題專家，《普林斯頓評(píng)論》創(chuàng)始人，暢銷書作家，本人是一位尖子生，畢業(yè)于沃頓商學(xué)院、牛津法學(xué)院。

《如何學(xué)習(xí)》一書主要介紹了 簡(jiǎn)單、高效的“賽博學(xué)習(xí)法”， 這個(gè)方法是作者觀察和采訪數(shù)百位考入常青藤大學(xué)的美國尖子生，概括總結(jié)他們的優(yōu)秀方法學(xué)習(xí)形成的。書中還介紹了學(xué)習(xí)科學(xué)的基本理論，和一些經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證的研究成果，提供了很多增強(qiáng)記憶力、理解力的方法，及兩種利用潛意識(shí)的方法。

全書用大量各學(xué)科的實(shí)例，來說明方法如何運(yùn)用，專業(yè)又淺顯，生動(dòng)易讀。

作者是 東尼?博贊 ，著名的思維導(dǎo)圖發(fā)明者，關(guān)于大腦和學(xué)習(xí)的100多本暢銷書的作者、合著者。

《啟動(dòng)大腦》一書暢銷全球40多年，被稱為“大腦使用說明書”， 系統(tǒng)介紹了大腦工作方式，如何增強(qiáng)記憶力、創(chuàng)作思維導(dǎo)圖、快速閱讀、記筆記，幫助讀者加深對(duì)自我的認(rèn)識(shí)，形成自己的思維方式。

這本書是東尼?博贊思維導(dǎo)圖系列叢書中的一本，大腦系列書的基礎(chǔ)，全書圖文并茂，邏輯清晰，簡(jiǎn)潔好讀，對(duì)了解大腦、改善記憶力很有價(jià)值。

作者 斯坦尼斯拉斯?迪昂 ，是著名認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家，歐洲腦科學(xué)研究領(lǐng)頭人，也是數(shù)學(xué)認(rèn)知、語言及閱讀、教育領(lǐng)域?qū)＜摇?br>
《腦與閱讀》一書提出并論證了 閱讀是神經(jīng)元再利用假說， 否認(rèn)了人腦可以無限適應(yīng)環(huán)境、吸收文化的觀點(diǎn)， 認(rèn)為人腦的結(jié)構(gòu)會(huì)受到遺傳的限制，同時(shí)神經(jīng)回路具有一定可塑性 。書中還介紹了閱讀障礙、閱讀學(xué)習(xí)方面的最新研究成果。

這本書不是很通俗易懂，如果沒有腦科學(xué)方面基礎(chǔ)知識(shí)，閱讀有些難度。但書中觀點(diǎn)和論據(jù)有價(jià)值、有深度，讀后可以更深入的理解大腦和閱讀。

作者是 東尼?博贊 ，著名的思維導(dǎo)圖發(fā)明者，關(guān)于大腦和學(xué)習(xí)的100多本暢銷書的作者、合著者。

《超級(jí)記憶》與《啟動(dòng)大腦》同為東尼?博贊思維導(dǎo)圖系列叢書。

本書詳細(xì)全面的介紹了 記憶的多種經(jīng)典方法、高級(jí)方法，以及自我增強(qiáng)型大師級(jí)記憶矩陣（SEM3）， 可以視為一本 記憶方法大全，包含了常見的絕大多數(shù)記憶方法 ，一一進(jìn)行細(xì)致介紹，并運(yùn)用大量的實(shí)例、插圖輔助說明，還給出練習(xí)，幫助讀者邊學(xué)邊練，更快的掌握方法。

全書生動(dòng)易懂，可讀性、實(shí)用性都較強(qiáng)。

人腦為什么能記憶.?

古希臘的神話故事說，記憶是神起的作用．有個(gè)叫尼庫妮西的女神，專管生靈的記憶，“記憶”一詞就來自她的名字。 其實(shí)，記憶是腦的功能。如果腦子睡著了，或麻醉后暫時(shí)失去意識(shí)，外界的一切事物也就無論感知、無法記憶了。

有人估計(jì)，人腦的記憶容量等于全世界藏書總量中所有的信息。這么多的信息是貯存在哪里的呢？1951年，在加拿大蒙特利爾麥吉爾大學(xué)神經(jīng)學(xué)研究所工作的著名神經(jīng)外科醫(yī)生彭菲 爾特，在給一個(gè)癲癇病人做手術(shù)時(shí)，偶然刺激到病人右側(cè)大腦 半球的顳上葉，病人突然回憶起以往曾經(jīng)聽到過的一個(gè)管弦樂隊(duì)演奏的情景。當(dāng)他重復(fù)刺激時(shí)，病人又聽到了同樣的音樂。后 來，他給一個(gè)11歲的病兒做手術(shù)時(shí)，刺激了左側(cè)顳葉，這個(gè)孩 子也突然回憶起過去跟孩子們玩耍的情景。這些事實(shí)表明，大腦顳葉是重要的記憶中樞。此后，科學(xué)家相繼發(fā)現(xiàn)，大腦邊緣系 統(tǒng)的許多區(qū)域，也與記憶有關(guān)。

然而，美國心理學(xué)家拉什利卻認(rèn)為，腦中不存在特殊的記憶倉庫。他在各種動(dòng)物身上做了很多實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)動(dòng)物的學(xué)習(xí)成績與大腦特定部位的切除關(guān)系不大，而與切除面積有關(guān)：切除面積越大，對(duì)學(xué)習(xí)成績的影響也越大。拉什利及其支持者提出，神經(jīng)細(xì)胞之間形成復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，沒有一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞能脫離細(xì)胞群獨(dú)自貯存記憶信息。

在人腦中有沒有特殊的記憶倉庫呢？到目前為止，這仍是一個(gè)沒有定論的問題。

記憶究竟以什么形式存在于頭腦之中呢？這是科學(xué)家們十分關(guān)注的又一個(gè)記憶之謎，自本世紀(jì)60年代，人們就設(shè)想人腦細(xì)胞中可能有無數(shù)的記憶分子。最初提出這一見解的是美國密 執(zhí)安大學(xué)的心理學(xué)教授麥戈尼爾。1962年，他用渦蟲做實(shí)驗(yàn)：在開燈的同時(shí)給予電擊，多次重復(fù)后渦蟲一見燈光便蜷縮起來。 未經(jīng)訓(xùn)練的渦蟲仍有趨光性，不會(huì)對(duì)燈光產(chǎn)生逃避反應(yīng)。麥戈尼爾把訓(xùn)練過的渦蟲磨辭，結(jié)未經(jīng)訓(xùn)練的渦蟲做飼料，結(jié)果這 些渦蟲也產(chǎn)生對(duì)光的逃避反應(yīng)。由此看來，帶有這一信息的記 憶分子，已被輸入未經(jīng)訓(xùn)練的渦蟲體內(nèi)。

1965年，匈牙利出生的神經(jīng)化學(xué)家安加用大白鼠做實(shí)驗(yàn)。 他把大白鼠放在由暗室和亮室組成的間隔箱內(nèi)，通常大白鼠都 從亮室跑到暗室?？墒?，當(dāng)暗室的電擊裝置使它們經(jīng)受電擊恐 怖訓(xùn)練之后，大白鼠便不再到暗室去了。安加抽取大白鼠腦室 內(nèi)含有核糖核酸和蛋白質(zhì)的腦脊液，注射到未經(jīng)訓(xùn)練的大白鼠腦室內(nèi)，后者也同受過訓(xùn)練的大白鼠一樣“棄暗投明”了。后 來，美國得克薩斯州貝勒大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家，從4000只經(jīng)過 上述訓(xùn)練的大白鼠腦內(nèi)分離到一種多肽物質(zhì)。這是由14個(gè)氨基 酸組成的單鏈，稱之為恐暗素。把這種恐暗素注射到未經(jīng)訓(xùn)練的3000只小白鼠的腦內(nèi)，結(jié)果大多數(shù)小白鼠產(chǎn)生了逃避黑暗的反應(yīng)。據(jù)此他們認(rèn)為，恐暗素把大白鼠害怕黑暗的信息帶給了小白鼠。

蛋白質(zhì)的合成是由細(xì)胞內(nèi)的核糖核酸控制的，因而更多的 人把探索的目光投向了核糖核酸。瑞典哥德堡大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家海登創(chuàng)造了一種能從腦中分離出單個(gè)神經(jīng)元的技術(shù)，可以用來測(cè)定單個(gè)神經(jīng)元的核糖核酸的含量。海登訓(xùn)練大白鼠學(xué)習(xí)平衡 身體爬越繩索以取得食物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)后大白鼠腦細(xì)胞中核糖核酸的結(jié)構(gòu)（堿基的比例）有明顯變化，由此推測(cè)核糖核 酸可能是貯存記憶信息的大分子。

與記憶有關(guān)的究竟是蛋白質(zhì)還是核糖核酸呢？美國賓夕法尼亞大學(xué)的弗來克司納夫婦巧妙地設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在訓(xùn)練小 白鼠學(xué)習(xí)走迷宮之前，運(yùn)用一種注射后立即完全阻止蛋白質(zhì)合成的藥物（乙酸環(huán)已基酸亞胺），結(jié)果小白鼠沒有忘記剛學(xué)會(huì) 的走迷宮技巧，卻忘記了過去已學(xué)會(huì)的技能?？磥?，長時(shí)間的 記憶是與腦內(nèi)蛋白質(zhì)的合成密切有關(guān)的。不過，這個(gè)實(shí)驗(yàn)仍是間接的，核糖核酸和蛋白質(zhì)是怎么在記憶中起作用的，仍是一 個(gè)未解之謎。

應(yīng)該說，記憶迷宮的大門至今仍未打開，現(xiàn)今人們對(duì)于記憶生理機(jī)制的了解還只是一鱗半爪。但是，在國內(nèi)外許多心理學(xué)家、神經(jīng)生理學(xué)家和生物化學(xué)家的共同努力下，記憶之謎必 將徹底揭開，到那時(shí)，人類對(duì)自身的認(rèn)識(shí)將進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。

動(dòng)物是否有意識(shí)?是否能思維?

沒有 不能
意識(shí)是從大腦中數(shù)以億計(jì)的神經(jīng)元的協(xié)作中涌現(xiàn)出來的。但是這仍然太籠統(tǒng)了，具體來說，神經(jīng)元是如何產(chǎn)生意識(shí)的？
17世紀(jì)的法國哲學(xué)家有一句名言：“我思故我在”?？梢钥闯觯庾R(shí)在很長時(shí)間里都是哲學(xué)討論的話題?，F(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為，意識(shí)是從大腦中數(shù)以億計(jì)的神經(jīng)元的協(xié)作中涌現(xiàn)出來的。但是這仍然太籠統(tǒng)了，具體來說，神經(jīng)元是如何產(chǎn)生意識(shí)的？近年來，科學(xué)家已經(jīng)找到了一些可以對(duì)這個(gè)最主觀和最個(gè)人的事物進(jìn)行客觀研究的方法和工具，并且借助大腦損傷的病人，科學(xué)家得以一窺意識(shí)的奧秘。除了要弄清意識(shí)的具體運(yùn)作方式，科學(xué)家還想知道一個(gè)更深層次問題的答案：它為什么存在，它是如何起源的？

揭開無意識(shí)之謎

有意識(shí)思維之外的世界你每次關(guān)上辦公室門時(shí)腦子里總會(huì)響起某個(gè)旋律。你總是喜歡可口可樂而不是百事可樂。配偶臉上的某種表情會(huì)莫名其妙地激發(fā)你的愛欲或怒氣。還有，你當(dāng)初與配偶結(jié)婚的理由現(xiàn)在看起來是多么不可理喻啊。

這些都證明你的無意識(shí)在積極發(fā)揮作用。盡管這些事例表面看起來雖無關(guān)聯(lián)，但無不揭示了在有意識(shí)思維之外另一個(gè)不太理性的豐富內(nèi)心世界。很久之前弗洛伊德就讓世界認(rèn)識(shí)到我們的所作所為取決于神秘的記憶和情感力量，如今人們重新開始探索思維和頭腦的深度。威斯康星大學(xué)神經(jīng)學(xué)家保羅·惠蘭說：“我們每時(shí)每刻的行動(dòng)大部分都是無意識(shí)的。如果每件事都處于意識(shí)的前沿，生活就會(huì)是一片混亂?！?

憑借有放的神經(jīng)成像技術(shù)，諸如“我們?nèi)绾巫鞒鰝}促?zèng)Q定”、“為何對(duì)毫無理由的決定感到不安”、“什么令我們滿意”之類的問題即將得到解答不是通過研究某個(gè)人兒童時(shí)期的秘密，而是觀察大腦特定部位的神經(jīng)脈沖。幾乎每周都會(huì)有這方面的新研究發(fā)表。流行文化對(duì)神經(jīng)科學(xué)如此著迷，因此馬爾科姆。格拉德韋爾的著作《眨眼之間：無意識(shí)思考的力量》4周以來一直保持在暢銷書排行榜上。

我們當(dāng)中大多數(shù)人都愿意接受這種觀點(diǎn)：我們通過在某個(gè)遙不可及的地方進(jìn)行的思維，對(duì)事物作出判斷。但如今科學(xué)家們找到了這些思維過程的神經(jīng)聯(lián)接，它們位于大腦中從來不曾受到重視的部位，這些部位與其他部位聯(lián)絡(luò)，引發(fā)神經(jīng)傳遞，并導(dǎo)致我們的行為。埃默里大學(xué)心理和行為科學(xué)系的教授克林頓·基爾茨說：“你的任何行為、思想、意識(shí)和無意識(shí)、日?；顒?dòng)，無不具有神經(jīng)編碼。我們最大的挑戰(zhàn)就是找出如何研究并解開這些編碼?！?

無論對(duì)個(gè)人還是對(duì)醫(yī)療界來說，對(duì)人類無意識(shí)的初步了解都意義深遠(yuǎn)。人類行為也許不全然是高級(jí)理性思維的結(jié)果，這種認(rèn)識(shí)可能動(dòng)搖我們對(duì)某些寶貴價(jià)值觀的信仰，例如自由意志、選擇的能力，以及對(duì)這些選擇的責(zé)任感等。我們永遠(yuǎn)無法控制自己的心跳節(jié)奏或腦邊緣系統(tǒng)的活動(dòng)。然而，格拉德韋爾寫道，“我們的瞬間判斷和第一印象都是有緣由并受到操控的……要解釋我們的行為，我們就必須承認(rèn)，一閃念有著與長時(shí)間理性分析同樣的價(jià)值”。

認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家認(rèn)為，人們僅在5％左右的認(rèn)知活動(dòng)中是有意識(shí)的，因此我們大多數(shù)的決定、行動(dòng)、情緒和行為都取決于超出意識(shí)之外的那95％的大腦活動(dòng)。從心跳、推購物車到?jīng)Q定不傷害一窩小貓，我們靠的是一種名叫“適應(yīng)性無意識(shí)”的東西，它是大腦認(rèn)識(shí)這個(gè)我們的精神和肉體都必須與之交流的世界的方式。適應(yīng)件無意識(shí)讓我們能駕車轉(zhuǎn)過一個(gè)街角，而無需用復(fù)雜的計(jì)算來找出精確的轉(zhuǎn)彎角度、汽車速度和駕駛半徑。它還令我們能理解有歧義的句子的正確意思。

無意識(shí)研究的商業(yè)應(yīng)用杰拉爾德·薩爾茨曼是哈佛商學(xué)院的名譽(yù)教授，但他卻像神經(jīng)科學(xué)家—樣考慮意識(shí)層問題。他也是奧爾森·薩爾茨曼同仁咨詢公司的創(chuàng)建合伙人之一，該公司指導(dǎo)企業(yè)更好地理解顧客的想法。作為營銷學(xué)教授，薩爾茨曼喜歡研究是什么因素促使人們買某種東西而不是另一種在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，這直抵關(guān)于動(dòng)機(jī)問題的核心。

在探察客戶意識(shí)的工作中，薩爾茨曼嘗試找到一種方法能越過往往不可靠的抽樣小組調(diào)查，避免不相干因素的干擾，學(xué)握客戶的真正需求。這將令銷售和推廣工作更富有成效。

他的這種方法申請(qǐng)了美國專利，被稱為“薩爾茨曼隱喻誘引術(shù)”（ZMET）。專利證書描述說，這是一項(xiàng)“得出影響思想和行為的互相聯(lián)系之構(gòu)造的技術(shù)。一直以來ZMET被用來制造信息以激發(fā)客戶大腦95％的重要部分的回應(yīng)，因?yàn)榭蛻舻暮芏噙x擇都是在這部分大腦的推動(dòng)下作出的。它的工作原理是取得那些人們不自覺地與某種產(chǎn)品或感覺聯(lián)系起來的深度隱喻。

薩爾茨曼說，語言是很有限的，不能將它混同于思維本身。但圖像卻距離獲取繁復(fù)而矛盾的無意識(shí)感覺世界的片斷更近了一步。他要求他的實(shí)驗(yàn)對(duì)象畫出能代表他們對(duì)某件事物的想法和感情的圖畫，即使他們無法解釋為何這樣畫。薩爾茨曼發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人們這樣做時(shí)，常常發(fā)現(xiàn)“—個(gè)放置在獨(dú)特情景中的深刻隱喻”。他在世界各地進(jìn)行研究后相信，這些無意識(shí)隱喻的種類是有限的，而且表達(dá)希望和悲傷等情感的隱喻對(duì)所有人都普遍適用。

薩爾茨曼發(fā)現(xiàn)，即使隱喻也具有實(shí)際用途。一家建筑公司請(qǐng)他幫忙設(shè)計(jì)一所新的兒童醫(yī)院，設(shè)法讓該醫(yī)院的環(huán)境對(duì)住院的兒童、他們的父母和醫(yī)院的工作人員來說不像過去那樣難以忍受。借助ZMET技術(shù)，兒童、父母?jìng)兒凸ぷ魅藛T畫出了這所醫(yī)院令他們聯(lián)想到的圖像。隨后，研究人員就這些圖畫對(duì)他們進(jìn)行了近兩個(gè)小時(shí)的詢問，發(fā)掘他們的想法、感覺和聯(lián)想。一系列隱喻在談話中出現(xiàn)了。再經(jīng)過一系列處理之后，盡管入們的表達(dá)和情緒千差萬別，核心主題終于躍然紙上。對(duì)這所兒童醫(yī)院來說，主要隱喻是轉(zhuǎn)變，輔助隱喻是控制、交流和能量。

這些主題如何具體體現(xiàn)？2008年醫(yī)院竣工之后，當(dāng)患者和家人走進(jìn)來時(shí)，他們會(huì)被蝴蝶圖案——轉(zhuǎn)變的象征一一所環(huán)繞。病房更像家居房間，患兒們對(duì)自己的個(gè)人空間能有一些控制權(quán)。從所有病房都能看到一個(gè)大型花園，它象征著轉(zhuǎn)變、也象征著交流和能量。一名設(shè)計(jì)人員說：“以前，設(shè)計(jì)是下賭注，成敗全憑運(yùn)氣?，F(xiàn)在我們知道，這所醫(yī)院最深層的主題必須與轉(zhuǎn)變有關(guān)?！?

當(dāng)然。薩爾茨曼不是唯一研究客戶想法的人。在《眨眼之間》一書中，格拉德韋爾描述了可口可樂公司犯下的代價(jià)高昂的錯(cuò)誤?？煽诳蓸饭靖鶕?jù)蒙眼口味測(cè)試中的數(shù)據(jù)更改了飲料配方，但“新可口可樂”在市場(chǎng)上一敗涂地。事實(shí)上，盡管口味不如百事可樂受歡迎，可口可樂在軟飲料領(lǐng)域仍然是龍頭老大。在格拉德韋爾的著作完成之后發(fā)布的一項(xiàng)最新研究也許能作出解釋。

貝勒大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員讓67名可口可樂和百事可樂的支持者進(jìn)行選擇。當(dāng)蒙注眼睛時(shí)，他們更喜歡百事可樂。但是當(dāng)他們?cè)诤戎翱吹焦旧虡?biāo)時(shí)，3/4的入更喜歡可口可東。研究入員掃描了實(shí)驗(yàn)對(duì)象在測(cè)試過程中的大腦，發(fā)現(xiàn)可口可樂商標(biāo)引發(fā)了與記憶和自我形象有關(guān)的大腦部位的劇烈活動(dòng)；而百事可樂盡管對(duì)大多數(shù)人來說口味更好，卻幾乎沒有對(duì)這些區(qū)域造成影響。這項(xiàng)研究去年10月發(fā)布時(shí)，貝勒大學(xué)布朗基金會(huì)人類神經(jīng)掃描實(shí)驗(yàn)室的里德。蒙塔古對(duì)此作出了解釋：“可口可樂商標(biāo)有力地影響了人腦中與行為控制有關(guān)的活動(dòng)——回憶和自我形象的閃現(xiàn)?！?

他說，關(guān)鍵是大腦做出了能影響行為的反應(yīng)”。奇怪的是，這種反應(yīng)與意識(shí)層面的喜好毫不相干。對(duì)無意識(shí)思維的初步認(rèn)識(shí)狗會(huì)走上前來嗅你。如果它記得你，而且在它的印象中你是個(gè)好人，那么它立刻開始搖尾巴，也許還會(huì)賞臉舔舔你的手腕。但它也可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)躲開你，將你與食物聯(lián)系起來，或者飛快地咬你一口。所有這些印象、這些聯(lián)系都是一次聞嗅所觸發(fā)的。除了不會(huì)走過去嗅另人，人在這方面其實(shí)與狗是—樣的。紐約州立精神病研究所的精神病學(xué)家多洛雷斯。

馬拉斯皮納說：”一種氣味并不只是一個(gè)符號(hào)，它包括了廣泛的內(nèi)容?！八忉屨f，嗅覺信息與眾不同，因?yàn)樗侨祟愇宸N感覺中唯一不會(huì)在大腦的中繼站——丘腦——中停留，而直接抵達(dá)前腦皮層的感覺信息。嗅覺無需中轉(zhuǎn)、過濾，猛烈地沖擊前腦皮層。研究人員發(fā)現(xiàn)，在我們沒有意識(shí)到的情況下，嗅覺在我們選擇配偶時(shí)汾演了重要角色。同屋住的女人的月經(jīng)周期會(huì)趨于一致，這是因?yàn)樗齻儫o意識(shí)中聞到的味道啟動(dòng)了其內(nèi)分泌系統(tǒng)。馬拉斯度納說：”我們的大腦從胎兒時(shí)期就開始發(fā)育，卻注定要把控制權(quán)讓給嗅覺?！?

但如果嗅覺不能正常工作會(huì)怎樣呢？馬拉斯皮納和其他研究入員正在研究精神紊亂者的嗅覺，并已得出一些耐入尋味的結(jié)論。盡管精神分裂癥被視為幻覺和錯(cuò)覺的失調(diào)，但這種病癥的一個(gè)更明顯和更具破壞性的癥狀是社交障礙。有些精神分裂癥患者不能領(lǐng)會(huì)社會(huì)暗示，不能處理社會(huì)關(guān)系?；糜X和錯(cuò)覺注注可以通過藥物得到控制，但基本的社交障礙卻令患者在應(yīng)對(duì)日常生活時(shí)遭遇更大的困難。

研究表明，很多精神分裂癥患者也患有“臨床意義的嗅覺障礙”，其中包括頂葉（負(fù)責(zé)將感官信息綜合起來以理解某些東西，例如領(lǐng)會(huì)社會(huì)暗示或?qū)⑦@些暗示綜合起來等）的機(jī)能失調(diào)。既然一種氣息能立刻喚起一幅在特定時(shí)間和地點(diǎn)的景象，那么缺少這種能力則會(huì)造成一個(gè)人喪失生命中基本的讓會(huì)和情緒支撐點(diǎn)。馬拉斯皮納說：“我們逐漸認(rèn)識(shí)到，氣味是研究社交能力和社交興趣的無意識(shí)基礎(chǔ)的良好途徑?！?

一名大腦受損的患者躺在床上，不是完全無意識(shí)，也沒有陷入昏迷，但意識(shí)火花只會(huì)一瞬即逝，只有細(xì)微的動(dòng)作證明他（她）一息尚存或知道親友就在身畔。在醫(yī)學(xué)上，這些患者被稱為處于最低意識(shí)狀態(tài)。估計(jì)現(xiàn)在有l(wèi)O萬到30萬美國人是這種狀態(tài)。

《神經(jīng)病學(xué)》雜志發(fā)表了一份驚人的研究報(bào)告：研究人員用核磁共振成像設(shè)備研究兩名最低意識(shí)水平者的大腦，然后與7名健康男性和女性的大腦進(jìn)行比較。掃描顯示，最低意識(shí)患者的大腦活動(dòng)還不到其他人的—半。然后研究人員向?qū)嶒?yàn)對(duì)象分別播放由其家人或朋友所錄制的磁帶，敘述愉快的往事或共同的經(jīng)歷。一名最低意識(shí)患者聽的是姐姐回憶她的婚禮和他的祝詞。結(jié)果非常驚人：所有接受掃描者，包括最低意識(shí)者在內(nèi)，均表現(xiàn)出類似的腦部活動(dòng)，有些人的視覺皮層還出現(xiàn)了活動(dòng)。

盡管有證據(jù)表明，無論對(duì)受損大腦還是健康大腦來說，無意識(shí)都廣泛存在于日常生活中，但就連薩爾茨曼這樣熱烈的無意識(shí)思維信仰者也建議不要妄下論斷?！拔艺J(rèn)為我們還不知道純粹理性的思維、以及似乎是純粹直覺的思維各占多大比例”。這兩者之間的平衡、已知和未知、有意識(shí)和無意識(shí)、5％和95％的混雜——正是研究巨大而復(fù)雜的頭腦世界的先驅(qū)者們將繼續(xù)探索的。然而我們很可能永遠(yuǎn)也無法弄個(gè)水落石出。畢竟，意識(shí)之奧秘、大腦之玄機(jī)，永遠(yuǎn)都是人之所以為“人”的終極謎題

中科院院士：腦科學(xué)到下個(gè)世紀(jì)或依舊是前沿科學(xué)

大腦是人體最重要的器官，也可能是宇宙間最復(fù)雜的物體——結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能復(fù)雜，比最大的超級(jí)計(jì)算機(jī)不知道還要復(fù)雜多少倍。這個(gè)復(fù)雜的物體是怎么出現(xiàn)的呢？它是生物演化過程中的一個(gè)奇跡。

大腦外面有皺褶的這層叫大腦皮層，是所有重要的腦功能的關(guān)鍵區(qū)域。理解大腦，不僅要知道大腦皮層的結(jié)構(gòu)和功能，還要知道大腦皮層里那些復(fù)雜的核團(tuán)的功能。為理解這些問題，科學(xué)家至少花了200年時(shí)間。

在過去200年里，腦科學(xué)到底有哪些進(jìn)展？

現(xiàn)在，我們對(duì)大腦的了解，比如大腦如何處理信息、神經(jīng)細(xì)胞怎樣編碼和傳導(dǎo)信息、信息如何從一個(gè)神經(jīng)元交互到另一個(gè)神經(jīng)元……這些傳導(dǎo)機(jī)制都理解得比較清楚；對(duì)不同的神經(jīng)元做什么，在各種功能中會(huì)產(chǎn)生什么反應(yīng)，也很清楚。

在過去的一個(gè)世紀(jì)里，諾貝爾獎(jiǎng)涉及的神經(jīng)科學(xué)中的重要發(fā)現(xiàn)都跟大腦的信息編碼、儲(chǔ)存相關(guān)。但是，我們只對(duì)神經(jīng)細(xì)胞如何處理信息了解得很清楚，對(duì)整個(gè)大腦復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)了解不多。

到底是什么原理使得神經(jīng)細(xì)胞在某種情況下發(fā)生某些反應(yīng)，我們并不是很清楚；對(duì)大腦中的信息處理不太了解，對(duì)各種感知覺、情緒，還有一些高等認(rèn)知功能——思維、抉擇甚至意識(shí)等，理解得比較粗淺。

雖說腦科學(xué)已有相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展，但是未知的比已知的要多得多。打一個(gè)比方，腦科學(xué)現(xiàn)在的處境，相當(dāng)于物理學(xué)和化學(xué)在20世紀(jì)初期的處境，有很多事情已經(jīng)搞清楚，但是重大的理解和突破還沒有出現(xiàn)。

所以現(xiàn)在的腦科學(xué)是生物科學(xué)里比較神秘的領(lǐng)域，從這點(diǎn)來說，腦科學(xué)將成為未來生命科學(xué)發(fā)展中很重要的一個(gè)領(lǐng)域。年輕人將來想鉆研科學(xué)的話，腦科學(xué)就是前沿科學(xué)，不但在這個(gè)世紀(jì)，甚至下個(gè)世紀(jì)依舊是前沿科學(xué)。

腦科學(xué)中最亟待解決的問題

腦科學(xué)中最關(guān)鍵的問題，是我們對(duì)腦的各種功能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理知道得非常粗略。

我們知道大腦不同皮層的部位有不同的功能。比如大腦后方是管視覺的，最前方的上方有管運(yùn)動(dòng)的、管感覺的、管嗅覺的，前面還有管語言的區(qū)域。假如大腦出現(xiàn)損傷，比如腦卒中(俗稱中風(fēng))以后，受損區(qū)域?qū)?yīng)的功能會(huì)喪失。

目前，我們只是大致理解腦區(qū)和功能的關(guān)系，但更多的細(xì)節(jié)就不清楚了。

舉個(gè)例子，現(xiàn)在應(yīng)用非常廣泛的腦成像技術(shù)，即正電子發(fā)射圖譜、掃描圖譜的技術(shù)叫“PET”，大醫(yī)院里都有。PET有什么好處？它可以告訴人們,大腦里哪些區(qū)域有電活動(dòng)，如果有電活動(dòng)就表明該區(qū)域有功能正在進(jìn)行。如果電活動(dòng)異常，表明該功能出現(xiàn)異常。

比如我們對(duì)大腦功能正常的人進(jìn)行測(cè)試，讓被試者在機(jī)器里躺著，給他看幾個(gè)字，你會(huì)發(fā)現(xiàn)其大腦后方有電活動(dòng)，表現(xiàn)為葡萄糖使用量的增加。被試者體內(nèi)的葡萄糖帶有放射性，是被單獨(dú)注射到血液中的。研究人員據(jù)此可以很快知道被試者的大腦有活動(dòng)。

給被試者聽?zhēng)讉€(gè)字，其聽覺區(qū)就有電活動(dòng)。我們現(xiàn)在對(duì)此可以做到實(shí)時(shí)觀測(cè)。叫被試者說幾個(gè)字，大腦左側(cè)的語言區(qū)就有反應(yīng)。

但是讓被試者閉上眼睛不說不講不聽，回想剛才看到的幾個(gè)字是什么意思，其大腦里到處都有電活動(dòng)。這個(gè)奇怪的現(xiàn)象說明思考是一件非常復(fù)雜的事情，它牽涉到大腦里的很多區(qū)域。

為什么只是想幾個(gè)字的意義，大腦網(wǎng)絡(luò)就全部開始活動(dòng)？要理解這點(diǎn)，目前還相當(dāng)困難，需要知道大腦全部的未知奧秘。

《Science》雜志在慶祝創(chuàng)刊125周年時(shí)，邀請(qǐng)全球幾百位科學(xué)家列出他們認(rèn)為當(dāng)今世界最重要的前沿科學(xué)問題，最后歸納為125個(gè)，其中有18個(gè)問題屬于腦科學(xué)。

排在最前面的，包括意識(shí)的生物學(xué)基礎(chǔ)、記憶的儲(chǔ)存與恢復(fù)、人類的合作行為、成癮的生物學(xué)基礎(chǔ)、精神分裂癥的原因、引發(fā)孤獨(dú)癥或者叫自閉癥的原因，這都是大家關(guān)心且未被解決的重大問題。盡管該問卷是10年前做的，但我們現(xiàn)在公認(rèn)的重大腦科學(xué)問題依舊未變。

要理解這些問題，就要知道大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)像電線(纜)一樣復(fù)雜，人腦中，上千億的細(xì)胞連在一起，送出很多導(dǎo)線——我們叫軸突，跟其他細(xì)胞做聯(lián)接，最終形成了這一網(wǎng)絡(luò)。

大腦網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜，神經(jīng)元數(shù)目眾多。大腦有1000億個(gè)神經(jīng)元，而且每個(gè)神經(jīng)元的放電模式不同，編碼模式不同，信息處理方式也不一樣。所以，要理解這個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)如何工作，會(huì)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

我們可以從三個(gè)層面更好地理解這個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

剛才所說的PET Imaging或是MRI Imaging等功能成像手段，提供給人們的是一個(gè)分辨度在厘米或毫米階層的宏觀視野。在這個(gè)范圍內(nèi)，大致可以看到神經(jīng)束在腦區(qū)之間的走向。

每個(gè)神經(jīng)束都由成千上萬的神經(jīng)細(xì)胞纖維構(gòu)成。要進(jìn)一步知道細(xì)節(jié)，必須在介觀(介于微觀和宏觀之間的狀態(tài))層面對(duì)神經(jīng)環(huán)路進(jìn)行研究，了解每一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞如何跟其他不同種類的神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行聯(lián)接，并輸送信息，在各種功能時(shí)有什么活動(dòng)。

還可以在電子顯微鏡下對(duì)細(xì)胞進(jìn)行觀察，從微米到納米層面，這樣的微觀尺度會(huì)讓人看得更精細(xì)。

目前，神經(jīng)科學(xué)最關(guān)鍵的一點(diǎn)，就是從已知的宏觀層面進(jìn)入介觀層面，進(jìn)而理解大腦網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成與功能。

舉例來說，我們把小鼠的52個(gè)皮層的神經(jīng)細(xì)胞用熒光標(biāo)記后切片，重構(gòu)其三維結(jié)構(gòu)，其中每一種顏色代表一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大腦的復(fù)雜性難以想象。這還僅僅是52個(gè)細(xì)胞，人腦有上千億細(xì)胞，真正要分析起來，困難該有多大!即便是這52個(gè)細(xì)胞，也還有不同的種類，它們?cè)诖竽X中分布的規(guī)則也不一樣。

這是目前神經(jīng)科學(xué)面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)。所以，未來腦科學(xué)的第一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)就是在介觀層面上弄清大腦的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即圖譜結(jié)構(gòu)。

大腦的信息傳導(dǎo)靠的是電，電活動(dòng)像電波一樣在神經(jīng)細(xì)胞里傳導(dǎo)。它跟電子在電線中的傳導(dǎo)不同，因?yàn)檫@種橫波是跨過細(xì)胞膜的離子流動(dòng)造成的——陽離子從外面流入細(xì)胞內(nèi)，造成了波動(dòng)，波動(dòng)不斷向前推，其推動(dòng)速度比電子流的速度慢很多，每秒鐘只有幾百米。

當(dāng)電波傳到神經(jīng)軸突終端的時(shí)候，會(huì)把信息傳遞給下一個(gè)細(xì)胞，我們稱之為突觸。一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞之所以能夠把電信息傳給下一個(gè)細(xì)胞，借助的是釋放一種叫作神經(jīng)介質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)。

當(dāng)神經(jīng)介質(zhì)傳到下一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞后，會(huì)繼續(xù)觸發(fā)下一個(gè)細(xì)胞的電活動(dòng)，這就是電信號(hào)的傳導(dǎo)模式。

如何觀測(cè)電信號(hào)以及電信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)中的處理模式等問題，是我們現(xiàn)今要了解的關(guān)鍵問題。

中國腦計(jì)劃的一體兩翼結(jié)構(gòu)

關(guān)于腦科學(xué)的未來，第一個(gè)要理解大腦，這是我們理解大自然的終極目標(biāo)之一。我們常常提到神秘的外太空，對(duì)于人類來說，宇宙中有很多未解之謎，比如暗物質(zhì)和暗能量等。其實(shí)，我們的大腦里也有一個(gè)宇宙，人體的這個(gè)內(nèi)在宇宙的結(jié)構(gòu)是什么，它是如何工作的，這是我們未來所要了解的。

了解這些有什么好處呢？

一方面讓我們對(duì)自然有更深入的了解，另一方面可以有很重要的應(yīng)用——模擬大腦，創(chuàng)造出像人一樣智慧的機(jī)器，這是人工智能的終極目標(biāo)，也是腦科學(xué)的發(fā)展方向之一。

此外，在人口 健康 方面，大腦是如此重要，我們要保護(hù)好大腦、促進(jìn)智力發(fā)展，防止大腦的衰退以及腦疾病的產(chǎn)生，也是腦科學(xué)未來發(fā)展的另一個(gè)重要方向。

中國科學(xué)家經(jīng)過4年討論，才在2018年正式確定了中國腦計(jì)劃的內(nèi)容。世界各國都有腦計(jì)劃，美國、日本、歐盟的腦計(jì)劃規(guī)模都不小。

該計(jì)劃是中國腦 科技 的未來。那么，它要做什么呢？就像下面講的三個(gè)方向，中國的腦計(jì)劃具有一體兩翼的結(jié)構(gòu)。

主體結(jié)構(gòu)是前面介紹的腦認(rèn)知功能的神經(jīng)基礎(chǔ)，也就是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，我們必須知道它的圖譜結(jié)構(gòu)，弄清楚聯(lián)接圖譜，結(jié)構(gòu)圖譜。在此基礎(chǔ)上，搭建各種平臺(tái)，幫助解析上述圖譜的功能。

為此，我們希望啟動(dòng)一個(gè)由中國科學(xué)家主導(dǎo)的國際大科學(xué)計(jì)劃，做全腦介觀層面上的神經(jīng)聯(lián)接圖譜。對(duì)于介觀圖譜，不僅中國科學(xué)家感興趣，世界各國的科學(xué)家都有興趣。通過該計(jì)劃，人們能夠研究動(dòng)物特別是模型動(dòng)物(包括小鼠、獼猴等跟人最相近的靈長類動(dòng)物)的大腦圖譜。

其中一翼要做腦疾病的診斷與治療，形成各種新型的醫(yī)療產(chǎn)業(yè)。另外一翼是類腦人工智能、類腦計(jì)算、腦機(jī)接口等與人工智能相關(guān)的新技術(shù),該領(lǐng)域?qū)ξ磥淼娜斯ぶ悄墚a(chǎn)業(yè)具有重大影響。

這就是目前中國腦計(jì)劃的方向，也是大家公認(rèn)的最好的方向。與世界其他國家的腦計(jì)劃相比，雖然我們的計(jì)劃啟動(dòng)得慢，但我們的設(shè)計(jì)是最圓滿的，希望它的實(shí)施也是最圓滿的。

制作出全腦神經(jīng)聯(lián)接圖譜，才能解析神經(jīng)環(huán)路的最終功能

那么，大腦認(rèn)知的原理是什么？

第一個(gè)是基本的腦認(rèn)知功能。我們的感覺、對(duì)外界信息的接收，包括感知覺、學(xué)習(xí)和記憶、情緒和 情感 、注意和抉擇，這些都是基本的腦認(rèn)知功能。果蠅、小鼠、猴子，甚至斑馬魚、線蟲等很多動(dòng)物都有這種基本功能。

至于高級(jí)的腦認(rèn)知功能，只有靈長類以上比較高等的動(dòng)物才有。包括共情心與同情心——你悲痛了，我也感到悲痛； 社會(huì) 認(rèn)知，在 社會(huì) 群體里面的認(rèn)知；合作行為，人的合作行為是非常特殊、非常復(fù)雜的；各種意識(shí)，比如人的自我意識(shí)；語言，人類的語言是其他動(dòng)物所沒有的、非常復(fù)雜的語言。

了解上述認(rèn)知功能產(chǎn)生的機(jī)理，對(duì)于設(shè)計(jì)類人腦的下一代人工智能具有重要意義。

想要設(shè)計(jì)出不僅能夠理解語音、辨識(shí)語音，還能理解語義的人工智能設(shè)備，還需要知道人的大腦是怎樣處理語言的。

要想做到這一點(diǎn)，必須先有模式動(dòng)物。我們不能直接在人體上做實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樯婕暗絺惱韱栴}。

由于獼猴的大腦結(jié)構(gòu)跟人非?？拷呛芎玫哪Ｊ絼?dòng)物。所以我們要先在獼猴等動(dòng)物身上進(jìn)行各種操作，查找工作原理，之后引申開來，看看人類的大腦是否與此相同。

認(rèn)知功能的神經(jīng)基礎(chǔ)里面，最關(guān)鍵的還是要制作出全腦神經(jīng)聯(lián)接圖譜。我們需要知道大腦里神經(jīng)元的種類、神經(jīng)元的類型怎樣定出來。這是一項(xiàng)很重要的工作，目前世界各國都在做相關(guān)研究，我們也要做。

了解了神經(jīng)元類型之后，還要弄清楚各腦區(qū)每一類神經(jīng)元的輸出纖維跟輸入纖維，以及它們要送到哪里去，這是結(jié)構(gòu)圖譜。

有了結(jié)構(gòu)圖譜，我們才能摸清它們的電活動(dòng)，看看電波何時(shí)會(huì)出現(xiàn)，又是如何傳導(dǎo)信息的，這就是活動(dòng)圖譜。

全部圖譜出來后，才能夠解析神經(jīng)環(huán)路的最終功能。

腦疾病治療面臨很難找到特異的藥物靶點(diǎn)這一難題

在我國，腦科學(xué)的一項(xiàng)重大應(yīng)用就是為 健康 中國服務(wù)。如何維持 健康 的大腦發(fā)育以及智力發(fā)育，是非常重要的 社會(huì) 問題。維持大腦的正常功能，延緩大腦退化，這些都是 健康 生活所必需的。

對(duì)于老齡化 社會(huì) 而言，神經(jīng)退行性疾病是個(gè)大問題。目前，中國65歲以上的老年人有1億多，是世界上老齡人口最多的國家，甚至超過了印度，已基本進(jìn)入老齡化 社會(huì) 。

因此，防治各種與老齡化相關(guān)的疾病顯得非常重要。以大家最常聽到的阿爾茨海默癥(老年癡呆)為例，假如沒有很好的治療方法，到2050年，全世界會(huì)有超過1億人患上阿爾茨海默癥；在85歲以上的老年人中，平均1/3的人有發(fā)病的可能。如果中國腦計(jì)劃能夠在15年之后把老年癡呆的發(fā)病期從85歲延緩到95歲，就是一個(gè)巨大的貢獻(xiàn)。

其實(shí)，不僅是老年癡呆，根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì)，包括各種神經(jīng)類和精神類疾病在內(nèi)的腦相關(guān)疾病，是所有疾病里 社會(huì) 負(fù)擔(dān)最大的，占到了28%，超過了心血管疾病，也超過了癌癥。因此，重大腦疾病的診斷和干預(yù)是未來腦 科技 領(lǐng)域一項(xiàng)非常重要的研究內(nèi)容。

什么是重大腦疾?。勘热缯f，幼年期的自閉癥或者孤獨(dú)癥與智障，中年期的抑郁癥和成癮，阿爾茨海默癥與帕金森癥等老年期的退行性腦疾病等等，都屬于重大腦疾病。

只有充分了解它們的機(jī)理，才能夠找到最有效的解決方法。但我們?cè)谶@方面的了解有限，尤其是對(duì)抑郁癥、雙相(俗稱躁郁癥)、精神分裂等精神類疾病，并不清楚到底是什么原因造成的。要把這些問題搞清楚，可能還需要幾十年時(shí)間。

不過，我們也不可能等到把致病機(jī)理完全搞清楚了才去治病，所以在致病機(jī)理完全清楚之前，必須研發(fā)出各種腦疾病的早期診斷指標(biāo)。一旦有了診斷指標(biāo)，就可以進(jìn)行早期干預(yù)。比如說記憶開始衰退了，有哪些手段可以減緩或延遲衰退。這些干預(yù)手段可以是吃藥，也可以是物理、心理或是生理干預(yù)。

玩 游戲 也是一種干預(yù)手段，它是一種心理和生理的干預(yù)手段，你要?jiǎng)?，你要想，你要做出快速反?yīng)。

在腦疾病診治中所研發(fā)出的各種干預(yù)手段，在應(yīng)用到人體之前，必須先進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，這涉及倫理問題。如果沒有研發(fā)清楚，是不能夠進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)的。因此，建立起很好的獼猴等非人靈長類動(dòng)物的疾病模型，就變得非常重要。

除了機(jī)理不清楚之外，腦疾病治療還面臨著很難找到特異的藥物靶點(diǎn)這個(gè)難題。

藥物都有副作用，但其他疾病藥物的副作用不像腦疾病藥物的副作用那么大。這是因?yàn)槟X疾病產(chǎn)生的原因在于大腦的某些網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常。

有些網(wǎng)絡(luò)異常產(chǎn)生這種病，另外一些網(wǎng)絡(luò)異常產(chǎn)生其他疾病。但是藥物是針對(duì)分子和細(xì)胞的，而大腦網(wǎng)絡(luò)都是由類似的神經(jīng)細(xì)胞跟神經(jīng)突觸聯(lián)接形成，我們很難找到特異的藥物。

這也是為什么大的制藥公司做了20年的腦疾病藥物研發(fā)，其中大多數(shù)都以失敗告終，以至于多數(shù)大公司放棄了相關(guān)研發(fā)。因?yàn)槊糠N藥物的研發(fā)周期異常漫長，十幾二十年時(shí)間，幾十億美金的投入，研制失敗率在90%以上，大公司覺得劃不來，所以就放棄了?，F(xiàn)在只能依靠科研人員在實(shí)驗(yàn)室做出很好的產(chǎn)品，大公司才緊隨其后投入進(jìn)去做檢驗(yàn)。

在臨床前，為判別藥物是否可用，也要進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。檢測(cè)的首要指標(biāo)就是藥物的安全性，即看動(dòng)物使用后是否安全， 健康 會(huì)不會(huì)受到不良影響，以及藥物的代謝問題等等。

以前常常用獼猴等靈長類動(dòng)物進(jìn)行藥物檢測(cè)，但目前還缺少靈長類動(dòng)物的藥效檢測(cè)模型。這是因?yàn)檫M(jìn)行藥效檢測(cè)的前提是，獼猴等靈長類動(dòng)物出現(xiàn)相關(guān)疾病的癥狀，才能進(jìn)行藥效實(shí)驗(yàn)。但目前研究人員手中并沒有靈長類動(dòng)物的相關(guān)模型，以前的模型都是小鼠的，是不能用的，所以科學(xué)家也在努力建模。

最近所做的克隆猴項(xiàng)目就是為了研發(fā)出克隆猴的疾病模型，以便應(yīng)用于腦疾病治療方面。

未來二三十年內(nèi)可能出現(xiàn)具有通用人工智能的類腦人工智能

腦科學(xué)研究的另外一個(gè)重要應(yīng)用就是腦機(jī)智能技術(shù)、類腦研究方面。

在該領(lǐng)域中，未來很重要的一個(gè)發(fā)展方向，就是腦機(jī)接口和腦機(jī)融合的新方法，還有各種腦活動(dòng)的刺激方法、調(diào)控方法以及新一代人工網(wǎng)絡(luò)模型和計(jì)算模型。

盡管現(xiàn)在的深度網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型很好，但與人腦相比，還差得很遠(yuǎn)。如果能夠更進(jìn)一步研發(fā)出類人腦的新型計(jì)算模型和新的類似神經(jīng)元的處理硬件，并將它們應(yīng)用到新一代計(jì)算機(jī)上，有可能做出更優(yōu)秀、更高效的計(jì)算機(jī)，它們的計(jì)算能力也將更接近人類，并且能耗更低，效率也更高。

此外，類腦計(jì)算機(jī)器人和大數(shù)據(jù)處理也是未來類腦研究的方向。我重點(diǎn)談?wù)剤D靈測(cè)試。

大家也許聽說過圖靈測(cè)試，如何判斷一臺(tái)機(jī)器具有人的智能？圖靈在70年前就提出過這樣一個(gè)設(shè)想：在彼此看不到對(duì)方的情況下，分別與一臺(tái)機(jī)器和一個(gè)人對(duì)話，并在對(duì)話過程中，分辨出對(duì)方是機(jī)器還是人。如果無法分辨出對(duì)方的身份，就可以認(rèn)定這臺(tái)機(jī)器具有人的智能。其中語義的理解是最關(guān)鍵的。

多年來，人們一直希望做出能夠通過圖靈測(cè)試的機(jī)器。通過測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)是，只要有1/3的人在5分鐘之內(nèi)辨別不出跟自己對(duì)話的是機(jī)器還是人，即可認(rèn)定機(jī)器獲勝。

小冰是微軟(亞洲)互聯(lián)網(wǎng)工程院在中國推出的人工智能聊天機(jī)器人，可以通過對(duì)話不斷提升自己，增加自身的知識(shí)儲(chǔ)備，增強(qiáng)回應(yīng)能力。

雖然問世多年的小冰具有很高的對(duì)話能力，但人們還是很容易就知道它不是真的人，而只是一臺(tái)機(jī)器。

在今天，如果真正要做出好的類腦智能，必須依靠新的圖靈測(cè)試。什么是新的圖靈測(cè)試？除了語言能力之外，測(cè)試指標(biāo)還應(yīng)包括對(duì)各種信息的感知能力與處理能力。

具體來說，可以讓一個(gè)機(jī)器人和一個(gè)人各自操作一只機(jī)械手來玩一個(gè)玩具，同時(shí)要求他們彼此間就動(dòng)作情況進(jìn)行對(duì)話，以便進(jìn)行判別。我們很容易發(fā)現(xiàn)，類似測(cè)試可比跟一臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)話復(fù)雜多了。

團(tuán)隊(duì)合作方面也是測(cè)試內(nèi)容。叫一個(gè)機(jī)器人與人類合作進(jìn)行某些活動(dòng)，比如進(jìn)行比賽，觀察大家是否能夠辨別出來隊(duì)員中哪個(gè)是機(jī)器人哪個(gè)是人。這些都是新的圖靈測(cè)試所涵蓋的內(nèi)容。

我們可以期待，未來二三十年內(nèi)，可能出現(xiàn)能夠通過新的圖靈測(cè)試的、具有通用人工智能的類腦人工智能。

本文作者蒲慕明，系中科院院士、中科院神經(jīng)科學(xué)研究所所長、中科院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心主任

演講來自SELF格致論道講壇

整理/科學(xué)大院公眾號(hào)

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