■本报首席记者 姜澎

乐观的科幻小说家认为，在未来50年内，科学的发展足以使人类实现永生。但前提是，我们大脑的思维和意识得以保存并且可以被复制，因为正是大脑使得每个人之所以成为不同的人。

但就目前来看，这一切都还离现实太远——因为人类大脑如何运作、人类的意识如何产生并转化为行动，这些尚未被科学家们破解。

从2013年开始，美国、欧洲都推出了各自的脑研究计划。而中国的脑计划也推出在即。今年以来，关于中国脑计划的学术筹备会议已经多次举行。日前，多位科学家最近在接受记者采访时介绍，中国脑计划的最佳形式是“一体两翼”，即以研究脑为主体，保护脑和模拟脑为两翼。

对于尚未推出的中国脑计划，不少科学家抱有较高期望。尤其是在欧盟的“人类大脑计划”HBP经历争论重新启动之后，科学家们认为，中国的大科学项目是国家整体投入，一旦选准了正确的方向，将有很大的可能获得突破。

有业内人士评论，“全世界几乎所有的国家在人脑研究领域都处于同一起跑线”。至于解密人脑究竟还要等多久，科学界对此众说纷纭。

人类的大脑：知道的越多，未知的也越多

目前，美国、日本以及德国、法国、瑞士等国家都已确立了自己的脑计划，其中广受关注的是美国的“人类大脑活动图谱”和欧盟的“人类大脑计划”。

这两大计划，前者侧重人类神经元活动状态的研究，后者更着重通过对人类大脑功能的了解，在电脑上实现对大脑功能的模拟，也就是人工智能方面的突破。

一些乐观的科学家认为，以现在对神经系统工作原理的进展飞速的理解，人与机器之间已经可以实现某种融合，包括仿生义肢已经运用到了被截肢患者身上，科学家们正在开始研究如何让患者感知到触觉，让盲人恢复视觉等。因此，在未来的几年内，第一例人类大脑移植将成为现实。

但更多的科学家认为，随着我们对大脑知道得越多，就会发现不知道的东西也越多。目前，科学家除了知道大脑的结构，还知道大脑海马区有40亿个神经元，整个大脑有860亿个神经元，是猴子的10倍，老鼠的100倍。人类大脑神经元之间有1000万亿个连接的大脑神经环路。但是这些神经元之间是如何连接的，却仍然处于盲人摸象的阶段。

“这是因为缺少一个脑科学的统一框架。”美国哥伦比亚大学神经学家拉斐尔·尤斯特说，科学家现在只能研究其中的个体或小部分，就像是“通过一个像素来理解电视节目一样”。这些连接之间的每一层次都有各自的运作法则。但是，“这些运作法则，我们目前几乎一无所知”。

拉斐尔在介绍美国的“人脑活动图谱”时说：“该计划的目标就是为大脑绘制一幅导航示意图。这并非静态示意图，而是人在日常工作、生活中大脑是如何活动的高分辨率的动态图谱。”通过这一项目，大脑单个的神经元受到刺激时会产生什么反应，和其他神经元怎样互动，如何转变为想法、感情乃至最后的行动，都可以观察得一清二楚。

“说到底，生物系统就是两大信息系统：一是遗传复制的信息系统，还有一个就是个体的大脑如何处理信息，使得个体能够生存下来的信息系统。基因是传递不变的信息的，大脑则是靠感知觉获得信息，并且保存和处理不断变化的信息。人之所以区别于他人，就是因为每个人都有一个完全不同的记忆处理功能的大脑。”一位长期从事脑科学研究的学者在接受记者采访时说：“这是大多数脑科学家们认为最重要的研究方向。”

破解大脑奥秘：需建起科学体系

笛卡儿曾说，“我思，故我在。”即，每个人的思想决定了他的存在。英国作家朱利安·巴恩斯在他的回忆录《Nothing to Be Frightened Of》中写道“记忆即身份”，“你就是你的所作所为；你所做的都留在了你的记忆中；你所记得的定义了你是谁。”但是，一旦破解了人类大脑的奥秘，使得记忆或者意识可以改变，那么人类就将面临如何定义自身的难题。

即便如此，破解人类大脑的运行机制，乃至复制人类大脑，仍然是科学家们一直渴望的目标。

一般而言，人类有六大认知功能：感知觉、学习记忆、情绪、语言、思维和意识。其中，语言、思维和意识是人类所特有的。一位长期从事脑科学研究的学者在接受记者采访时介绍，这六大认知功能到底是如何形成的，为什么能够形成；人类的思维遵循一些基本的逻辑常识，而这些常识是如何构成人类的科学大厦的？可以说，科学家对此还一无所知，这些问题都有待进一步研究。

2013年，美国麻省理工学院的科学家不仅实现了成功解码单个记忆的大脑细胞，还能利用这些细胞伪造一个甚至从未发生过的“新”记忆——相关论文发表在《自然》杂志上，引发了科学界的轩然大波。同一年，还有一个美国科学家团队成功定位了大脑里和我们日常思考数字相关的神经元群组，同时，还有科学家成功地对人们的梦境进行了分类，准确率达到60%。今年2月，英国神经科学家Sharon Darwish教授发表文章，发现人脑中的方向神经元（Headdirection cell）会在某些特定的时候被激活。也就是说，当人的头部处于空间中的特定角度和方位时，该神经元被激活从而帮助我们导航。

类似这样的成果还有很多，但这些都还不足以揭示整个人类大脑的运行机制。有学者认为，神经元的研究完全是基于人的大脑对信息处理的基础研究，很多时候如果能够观测到一、两百个神经元的活动，就已经算是很多、很可观了。但无论是相对于海马区的40万个神经元还是大脑的860亿个神经元，这都是很小的量。

“如果对于人类大脑神经元之间如何互动进行动态的观察，达到一定的量，肯定会产生一个质的变化。”在一部分脑科学研究者看来，人类大脑神经元的编码也许并不像我们所想象的那么复杂，虽然大脑功能的复杂性堪称是一个“微型小宇宙”，但是“神经元之间链接的规律或者是大脑处理信息的编码系统也许是非常简单的，但是，通过在神经元庞大的数量的基础上，以巨量的链接来实现它的复杂性。”

按照科学家们的解释，人脑之所以可以通过神经元之间的链接实现对信息的存储和处理，是千万年进化的结果。既然是进化选择，那么未必是很复杂的规律，因此很可能在大量的神经元动态观测的基础上，有可能破解人脑的规律。

人脑计划与人工智能

近年来，在脑科学研究的四大方向中，一个重要的方向就是模拟脑，即在计算机上实现人类大脑功能的模拟。

人类大脑的功能包括感知、学习、记忆、思维、意识等。而科学家的终极目标是通过智能技术、生物技术和纳米技术等的结合，实现具有生物特征的智能机，这也将是21世纪高技术革命的突破口。

按照一些科学家的描述，生物智能机的体积可以很小，又与生物体同质，能够植入人脑，成为人机共生体。真正出现人机共同思考的新时代，走到这一步时，也许人类就可以实现科幻小说中的永生了。

但，这需要人工智能、认知心理学、心理语言学、神经心理学、人类学和哲学等学科交叉，而欧洲HBP项目的争论就在于二期经费中削减了认知心理学、神经科学等学科的经费，激起了这些学科的科学家们的愤怒，认为HBP项目并非真的想要破解人类大脑机制的奥秘，只是利用脑科学家们研究的大数据，在计算机上实现人工智能的模拟。

事实上，一些接受采访的科学家称，即便科学家们对此有着宏大的计划，但是关于“智能是什么”，一直以来都难以定义。图灵曾提出过一个定义人工智能的方式，也就是所谓的“图灵测试”。简单来说，当一个机器回答问题时，有38%的人不能判断这是机器，那么这个机器就可以说是具有智能的。

去年，“图灵测试”首次被突破。当时，5大系统同时回答问题，其中一台被构建成一位乌克兰10岁男孩的机器，顺利通过了“图灵测试”——超过38%的人没有识别出这是一台机器，而是认定这是一个真实的乌克兰10岁男孩。

即便如此，科学家们仍认为，人工智能和真正的人智能差很远。因为，人的大脑比机器智能强在应对意外事件时，大脑常常可以给出最佳策略。

借鉴大脑神经元的功能研究人工智能，不少科学家已经走得更远。包括谷歌、IBM在内的世界互联网巨头公司所启动的“互联网脑”计划，还局限在通过深度学习等人工智能算法，不断提升其机器系统的智慧程度。互联网进化论的一个重要结论是，互联网正向着与大脑高度相似的方向进化。如果把互联网看做一个向着与人类大脑高度相似方向进化的巨系统，那么互联网出现的每一个重要应用，都会在脑科学中找到对应参照物。事实上，有科学家对互联网的搜索引擎每年都进行“智商测试”，发现这些搜索引擎的“智商”每年也在增长，目前，“智商”最高的是谷歌。