十年「腦計劃」:下一裡程碑或是空中樓閣?

2020-11-29 騰訊網

布魯斯•胡德教授認為現有的大腦研究技術水平還不足以追蹤人類的思想。

十年前的4月,被稱為 「生命天書」的人類基因組圖譜繪製完成,數國科學家們的努力,為人類探索自身的奧秘邁出了極其重要的一步。

十年後的4月,美國總統歐巴馬宣布,將進行一項可媲美人類基因組計劃的研究計劃,以探索我們人類身體最熟悉也最陌生的一個部分—大腦。

這是一項研究腦科學的計劃,這項浩大的工程將致力於探索人類大腦工作機制,並建立關於大腦活動的詳細圖譜。

然而,計劃還未真正投入,關於人類大腦研究的爭議就開始了,支持者們認為,這將是人類科技史又一座裡程碑;反對者則悲觀地表示,也許,這只是一個不切實際的空中樓閣。

支持者:媲美人類基因組計劃

「在人類基因圖譜的繪製上,我們每投入1美元就給我們的經濟帶來140美元的回報。科學家們正在描繪人類的大腦以求解開關於老年痴呆症的疑問。現在不是放棄這些在科學創新領域投資的時候,現在是讓科學達到一個自從太空競賽以來從未見過之高度的時候。」在2013年初的國情諮文中,美國總統歐巴馬明確表示了探索人類大腦的意願。

就在總統發表完國情諮文之後,美國國家衛生研究院院長科林斯也在他的推特無意中證實了這一計劃:「歐巴馬在國情諮文中提到內容,說明美國國家衛生研究院正在推動一項人類大腦活動圖繪製的計劃。」

隨後,美國國家神經疾病和中風研究所所長斯託裡•蘭迪斯在接受《紐約時報》採訪時表示,當她聽到歐巴馬的演說時,她還以為歐巴馬指的是美國國家衛生研究院已有的一項繪製靜態人腦圖的計劃。實際上,一個繪製人腦動態活動的巨大計劃正在醞釀和準備中。

2013年4月2日,美國政府正式宣布將開始此項十年「腦計劃」。這項長達10年的科學研究項目,將探究大腦數十億個神經元的詳細信息,並對人類的知覺、行動以及意識等有更進一步的了解。與此同時,該計劃還為人工智慧做好了準備工作。

對此期望最高的科學家認為,一旦研究取得進展,這項計劃將更進一步了解像老年痴呆症和帕金森症候群等疾病,同時也有望為各種目前束手無策的精神疾病帶來新的療法。

該計劃成本預計將花費數十億美元,美國國家衛生研究院、國防先進研究項目局和國家科學基金會等機構將在2014年為這個項目開啟資助約一億美元。此後,每年美國政府都會批准相應的政府資金。

目前已有數家研究機構代表表示已加入該大腦活動研究的項目,包括了四家非官方的科學研究所:艾倫腦科學研究所、霍華德•休斯醫學研究所、科維理基金會和薩克生物研究院。

科學家們表示,歐巴馬的計劃的制定過程,似乎與人類基因組計劃如出一轍。但在一些科學家看來,與繪製基因組圖相比,繪製、了解大腦活動圖的挑戰要大得多。

「(基因組計劃和大腦活動圖繪製的)不同之處在於,後者本質上是一個更為複雜的問題,」自稱參與了大腦計劃的拉爾夫•格林斯潘博士在接受採訪的時候表示,他是加州大學大腦與思維研究所副主任,「基因組計劃的目標非常容易。但對於這個項目,我們的問題更難也更有趣:整個大腦的活動模式是怎樣的,這些活動最終如何驅使人做出行動?」

批評者:計劃太不切實際

然而,並不是所有的科學家都對此表示樂觀。批評人士表示,目前空談這樣的計劃太不現實,還不如花更多的時間和精力進行基礎性研究。

事實上,就在歐巴馬宣布腦計劃不久,來自世界各地的其他科學家們也發表了自己的不同見解。

歐洲分子生物學組織(EMBO)科學家、德國馬普所Detlef Weigel博士就在第一時間表示:「現在推出這樣耗資數億美元的腦計劃是否過於草率了,美國國家衛生研究院只是想證明自己錢多嗎?」

在一些腦專家看來,即便科學技術對於大腦觀察有了更大的圖片,但是目前根本沒有足夠的技術對人的大腦進行圖像繪製。事實上,即便是最頂尖的腦神經元專家,對大腦的實際了解也只是甚少。

美國埃默裡大學腦研究中心主任唐•斯坦因博士就明確指出,他並不認為通過圖像繪製大腦的活動是了解大腦實際運轉的最佳途徑。

目前科學家們可以通過儀器追蹤單個神經元的活動,也可以通過功能性核磁共振成像來觀察整個大腦的狀況,但是中間的途徑,這些神經元是如何組成網絡的,當其中一個神經元出現短路,會發生什麼情況時,科學家們無法做到。

曾經參與人類基因組計劃的生物學家,加州大學伯克利分校的麥可•艾森教授本人就反對這次政府投資的「大科學」計劃。「我從參與人類基因組計劃中學到的教訓就是,基因組計劃本身並不是一個好點子,」他在他的個人博客上寫道,「我認為,這種『大生物』學科研究的想法對於學科多樣性發展沒有幫助。諷刺而可悲的是,它也許是各學科繼續下去的最大阻礙。」在他看來,科學的進步是無數如鵝卵石般的小研究和發現鑄就而成的,這種集中火力攻擊一點反而會影響科學的多樣性和豐富性。

現實:我們對大腦知之甚少

在過去十年間,納米、成像學、工程學、信息學和其他新興科學工程領域的發展,已經幫助科學家們發現了大腦中的很多奧秘。

成像技術解析度的提高讓科學家們可以更好地去觀察大腦的變化,如今人類已經可以發現大腦中的放電神經元;通過結合先進的遺傳和光學技術,科學家們現在能運用光脈衝去探明大腦內的細胞活動如何影響行為;通過整合神經學和物理學,研究者們能使用高解析度成像技術,去觀察大腦如何在人體內實現結構上和功能上的連接。

儘管這些技術創新相當大地擴充了我們對大腦的認知,但人類的大腦仍然是科學界最大謎團之一。

大腦中有近1000億個神經元,受到外界刺激時,每一個神經元都會傳達電力「衝動」,巨大的神經元組織也會有意識或無意識地做出反應。因為人類的大腦非常複雜,科學家現在只能同時記錄少量神經元的活動,而且多數情況下,還要利用探針進行有創檢查。

儘管在治療神經和精神疾病方面取得了一些突破,科學家仍然不能記錄更多的大腦信號。最重要的一點是,對於更複雜的人類意識和思想,目前沒有任何科學儀器可以去探索或者追蹤。

與此同時,歐洲也在近期推出了一項大腦開發計劃。這個計劃由瑞士主導,預計投資10億歐元。歐洲的科學家們將模擬人類大腦,製造一個由石墨烯構造的「大腦」。他們希望利用目前有關人類大腦內部運作的研究成果,來構建一個超級計算機模擬系統。但批評人士表示,構造這樣的模擬系統,依賴的仍然是尚處於理論階段,並不完備也並不準確的知識。

而來自英國的認知領域專家布魯斯•胡德教授在接受時代周報採訪的時候表示,目前不論是歐洲還是美洲,官方對於大腦探索的抱負顯得過於遠大。「我覺得更多地研究大腦並且加大其研究投資是十分有意義的,但我覺得關於這兩個計劃,至少期望值還是過高了一些。」在他看來,現有技術的水平還不足以追蹤人類的思想。

「我們對於人的思想都還缺乏了解,如果說人的思想像是軟體,那麼大腦就是硬體,單靠研究大腦這個硬體反過來並不足以讓我們充分了解人的思想。」他補充道。

認知心理學家布魯斯•胡德:對大腦研究越深,越意識到自己的淺薄無知

布魯斯•胡德

布裡斯託大學實驗心理學學院社會發展心理學教授,劍橋大學及倫敦大學研究學者,美國麻省理工學院(MIT)訪問科學家,哈佛大學訪問教授。

就在科學界為歐巴馬的腦科學計劃發生爭論時,來自英國頂級的心理學家布魯斯•胡德教授也於4月15日至18日期間訪問中國。

作為世界頂尖的認知領域專家,胡德教授目前在英國布裡斯託大學擔任心理學教授,他的研究領域需要仔細觀察大腦組織,深入了解大腦如何詮釋實體世界,並由此「構建」出不同的個體影像。對於人類大腦,他從心理學的角度給出了另一番見解。

時代周報:歐巴馬總統在4月推出了研究人類大腦活動的計劃,這跟你的研究有什麼相關的地方嗎?

布魯斯•胡德:確實有一些相似之處。我個人的主要研究領域是小孩的發展,有一項是通過對不同年齡孩子的行為、思想以及回答問題的方式來探究他們的大腦。基於我對不同年齡的人的大腦的研究,我觀察到嬰兒和小孩的大腦或者青少年和成人的大腦都是很不一樣的。進化在小孩的大腦發展過程中扮演很重要的角色,是這種進化使得小孩的大腦慢慢發展為社會大腦,所以我們著重將研究放在人出生以後早期的社會環境,看他們的大腦是怎樣進化為社會大腦的。比如說,對於嬰兒來說最讓他感興趣的不是玩具或電視,而是其他人。

時代周報:據我了解,在中國很多人對心理學的了解還停留在弗洛伊德精神分析的階段,作為一個心理學家,你認為怎樣可以讓民眾更多地了解到心理學的新發展?

布魯斯•胡德:實際上心理學從弗洛伊德到現在已經走過了一個非常漫長的歷程,弗洛伊德理論在心理學研究中很多時候已經被摒棄了。對大眾來講,了解現代心理學最好的方式是通過網絡,各種各樣的心理學的網站會及時更新心理學的一些新的發現和研究成果,這是一個非常好的渠道。

時代周報:在中國有個非常流行的觀點就是人類的大腦實際上還沒有開發多少,可能還不到10%,作為心理學家,你贊同這樣的觀點嗎?

布魯斯•胡德:我個人不同意這樣的觀點。實際上這種想法在西方也很普遍,是一個全世界普遍存在的誤解。目前,並沒有相關研究證明我們只開發了大腦的10%,我們確實可以通過更多的使用和更好的教育使大腦發展得更好,但這並不意味著目前我們大腦中有任何部分是未被使用的。

時代周報:在你的書中你寫到人的自我意識是大腦構造的,那目前通過一些現代的科技手段,人類對大腦的了解到達了什麼程度?

布魯斯•胡德:我認為我們越來越意識到我們對於大腦的了解的淺薄,我們越來越認識到對大腦還有很多無知的地方,但大腦是個很複雜的體系,由很多次級體系和不同的部分組成,所有這些組合在一起然後以某種方式再給我們帶來對自我的體驗。

說到自我意識,這是我們所有人都無法規避的一種自我體驗,科學證明這種自我體驗是大腦活動的產物,而大腦是非常複雜的系統,很多不同的組成部分都參與到了這個自我體驗的產生過程中。我們越是能認識到我們的行為是一個複雜系統的活動產物,就越能透徹理解我們的行為;我們對這個複雜的系統有越深入的了解,就能對這種自我體驗有越全面的認識,這個在好幾千年前就已經在佛經裡提到過。

時代周報:你這次中國之行,演講的主要內容是什麼?

布魯斯•胡德:主要想傳遞的信息是,人的意識是人的大腦的產物,我們現在只是對於大腦的產物有一定了解,然而還有很多潛意識的因素影響著我們的想法,這是我們所不了解的。所以也許弗洛伊德的理論還是有合理的地方,但不是完全正確。

時代周報:孩子成人之後無論是情感還是行為,都受孩童時期的父母影響,比如說擇偶對象會選擇跟父母相近的?

布魯斯•胡德:這是有研究證明的,小時候被吸引的異性很可能就是成人後被吸引的異性的類型。而且如果小時候的情感比較穩定,將來成人後的男女關係也會趨於穩定;如果小時候情感不穩定,那長大後也很難維持穩定的情感關係,他們要麼對自己另一半不關心,要麼對情感很畏懼。

時代周報:作為心理學家你也有寫一些書讓普羅大眾了解心理學,但你會不會覺得更多的時候是在回答他們關於心理學的謬誤?更多的時候是在做心理學的普及工作呢?

布魯斯•胡德:沒錯。其實我們大家都是心理學家,都有自己的一套心理學理念,但很多時候這些理念都是一種誤解。但是人們總是對自己周遭的人感到很有興趣,所以心理學會一直很受歡迎。普通人都希望自己更受歡迎、更聰明、男女關係更順利,這都是人們非常關心的問題。

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