呼之欲出的腦科學(xué)圖景

思柯

宇宙起源和大腦研究是21世紀(jì)比肩的科學(xué)謎題。今年3月，歐航局根據(jù)“普朗克”太空探測器傳回的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)布了迄今最為精確的宇宙地圖，并對現(xiàn)有宇宙理論進(jìn)行了修正，宇宙年齡也被重新確定為138.2億年。無獨(dú)有偶，在腦科學(xué)研究領(lǐng)域，一項(xiàng)叫做“大腦活動圖譜（BAM）”的計(jì)劃被提上議事日程，旨在拓展人們對人類大腦健康或病理狀態(tài)的認(rèn)識，腦科學(xué)圖景也大有呼之欲出之勢。

人類大腦可謂宇宙中已知最為復(fù)雜的事物，僅構(gòu)成大腦的神經(jīng)元就約有1 000億之眾，神經(jīng)元與突觸連接形成的活動通道的數(shù)量更是不計(jì)其數(shù)。探究大腦的結(jié)構(gòu)和功能，揭示大腦如何運(yùn)作，構(gòu)建完整的大腦理論是腦科學(xué)研究的重要內(nèi)容。自20世紀(jì)初卡哈爾研究大腦微觀結(jié)構(gòu)、創(chuàng)立“神經(jīng)元學(xué)說”以來，腦科學(xué)研究在神經(jīng)活動過程、離子通道和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、神經(jīng)系統(tǒng)基本和高級功能、神經(jīng)發(fā)育生物學(xué)以及方法論等領(lǐng)域均取得了豐碩成果。但鑒于大腦的復(fù)雜性，腦科學(xué)真正實(shí)現(xiàn)革命性的突破還有待時(shí)日。

此次BAM計(jì)劃出現(xiàn)在2013年美國國情咨文中，體現(xiàn)了美國政府對腦科學(xué)研究一貫的支持態(tài)度，也是美國對歐盟“人腦計(jì)劃（HBP）”的一種呼應(yīng)，HBP作為歐盟立項(xiàng)的兩大超級計(jì)劃之一，經(jīng)費(fèi)資助達(dá)10億歐元之巨。BAM計(jì)劃的其中一位發(fā)起人喬治·丘奇認(rèn)為，BAM的目的就是讓我們可以從復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中讀寫單個(gè)神經(jīng)元。隨著諸如合成生物學(xué)、納米化學(xué)、光學(xué)纖維等領(lǐng)域新技術(shù)的不斷成熟，BAM計(jì)劃將引領(lǐng)腦科學(xué)研究進(jìn)入大科學(xué)時(shí)代。若獲批準(zhǔn)，這一計(jì)劃也將耗資數(shù)十億美元。

腦科學(xué)研究的意義還不僅在于基礎(chǔ)科學(xué)和臨床應(yīng)用，諾貝爾醫(yī)學(xué)獎獲得者杰拉爾德·埃德爾曼曾這樣闡述科學(xué)理解意識的意義：首先，精神與物理事件的關(guān)系將得以厘清，從而澄清一些著名的哲學(xué)難題；其次，一個(gè)成功的意識理論或?qū)⒔沂净孟蟮母床㈥U明價(jià)值在現(xiàn)實(shí)世界中的位置；基于腦的理論還對我們的創(chuàng)造性觀念有用，可以彌合科學(xué)與人文的分裂。實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)也許能影響和推動基于生物學(xué)的認(rèn)識論的形成，而最驚人的成果將是人工意識的構(gòu)建。當(dāng)然，腦科學(xué)圖景絕非一蹴而就，值得我們?yōu)橹冻鍪辍?shù)十年乃至更久的努力。

此外，盡管性別與大腦研究始終被爭議包圍，但神經(jīng)科學(xué)家確實(shí)發(fā)現(xiàn)了人類大腦存在性別差異，比如男性大腦比女性的重，女性大腦則擁有更密集的神經(jīng)元和更多灰質(zhì)。然而，這些差異卻從未顯示過女性不適合科學(xué)研究——現(xiàn)狀卻似乎并不盡如人意——本期 “科學(xué)與社會”欄目重點(diǎn)探討了科學(xué)領(lǐng)域的男女平等問題，雖然“男女皆可投身科學(xué)”，但研究數(shù)據(jù)顯示，女科學(xué)家仍然面臨性別歧視、工資和資助不平等，而且更容易離開科研崗位，這也是值得我們關(guān)注并值得我們?nèi)ヅΩ淖兊摹?/p>