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研究科學“讀心術”

導讀:科學“讀心術”
科學“讀心術”就像人類基因組圖譜一樣,人腦活動圖譜也十分復雜而深奧,因為它其實是一些數據的圖示,得借助專門的電腦軟件才能“讀懂”。把我們的腦部活動和這個圖譜進行對比,就知道我們的所思所想。
  科學家已經能對許多自然現象進行預測。比如,明天會不會下雨,明年小行星會不會撞擊地球,某地的活火山會不會在下個月爆發。但是,科學家卻很難預測一個人在下一分鐘想什么:他會產生一個積極的想法,還是會冒出一個罪惡的念頭?科學家的共識是,自然界中最復雜、最難研究的不是外在的東西,而是內在的東西,那就是人類的思維。科學家認為,如果能繪制出人腦活動圖譜,就可以了解人腦的運轉機理,從而可以監測人們的思維活動,也可以檢測腦部疾病。
  人類腦計劃
  2011年9月,在英國召開的一次科學會議上,美國哈佛大學分子遺傳學家喬治·丘奇和哥倫比亞大學神經科學家拉斐爾·尤斯特的一份提議引起了廣泛關注。該提議內容是:通過合作來開發一些新技術,用于追蹤人腦各個區域的活動,最終達到可以測量每一個神經細胞活動的水平。此后,不少科學家開始宣傳這項提議,最終引起了美國政府的關注。
  2013年初,美國總統奧巴馬宣布,美國政府將“推進創新神經技術腦研究計劃”(簡稱“人類腦計劃”)。2013年9月,美國國家衛生研究院宣布,在2014財年將重點資助9個人腦研究領域。這是美國推出人類腦計劃后,相關政府科研機構首次公布具體研究與實施細節。美國采取“集中力量辦大事”的思路,吸納公立和私營的科研機構共同參與人類腦計劃。多家聯邦公立機構將為此計劃撥款。例如,美國國家科學基金會將提供2000萬美元,用于開發分子尺度的探測裝置,力爭能感知并記錄神經網絡活動,并通過“大數據”技術增進對人腦思維、情感、記憶等活動的理解。
  美國軍方也參與其中。美國國防部高級研究項目局計劃投入5000萬美元,著重開發一系列能捕捉、處理神經元和染色體活動狀態的工具,建立相應的信息處理系統和修復機制,以期在士兵遭遇應激壓力、腦損傷、記憶損失等理由時協助診斷和治療。私營機構中的一些相關研究項目也納入到人類腦計劃中,例如,艾倫腦科學研究所每年將提供6000多萬美元用于開展探索人腦活動的研究項目。霍華德·休斯醫學研究所有一片研究神經網絡的科技園區,每年將提供至少3000萬美元的資助。
  雖然人類腦計劃目前由美國科學界主導,但是大多數神經科學家認為,這項研究不可能由美國“吃獨食”。就像人類基因組計劃當時由美國科學家主導一樣,龐大而復雜的人類腦計劃最終還得靠中國、英國、日本、德國、加拿大等多國科學家合作完成。
  人腦活動圖譜
  在人類腦計劃中,一個核心的內容就是繪制人腦活動圖譜(英文簡稱為BAM)。或許不少人會誤解人腦活動圖譜就是人腦的三維圖像,其實描繪人腦的“外貌”并不困難。人腦活動圖譜中最困難的部分是“活動”,主要是“記錄每一個神經環路中每一個神經元的每一個鋒電位”。也就是說,
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