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美国宣布脑研究计划一周年<自然>发表两篇重要文章 精选

已有 6190 次阅读 2014-4-3 16:36 |个人分类:自然科学|系统分类:海外观察

Literature was not born the day when a boy crying ‘wolf, wolf’ came running out of the Neanderthal valley with a big grey wolf at his heels, Instead, it was born on the day when a boy came crying ‘wolf, wolf’ and there was no wolf behind him”. “文学不会在穴居的尼安德特人儿童被狼追赶并高呼‘狼来了’时代诞生,而会诞生在儿童没有被狼追赶并高呼‘狼来了’时代”这是小说家Vladimir Nabokov的语言。

法国意识研究先驱Stanislav Dehaene在他的新书《意识和大脑》中引用了小说家Vladimir Nabokov的这段话。在这本书中,作者描述了他的神经元集体工作模式(global neuronal workspace理论,在书中他详细阐述和Jean-Pierre Changeux一起20年期间开展的关于人类意识和无意识知觉的一系列大胆探索性工作。主流的神经科学只有通过大脑成象和电记录等少数手段探索大脑的工作原理,他提出人类的意识进化也许就象文学产生一样复杂。

Dehaene–Changeux理论基础是,只有关注具体一套信息,如图象、记忆、情绪状态时,人类大脑才会从潜意识上升到意识。一套具体信息首先在某些局部工作区域汇集,然后通过神经纤维向所有大脑部位广泛传递。这个理论上的局部工作区域是意识产生的场所。例如一个讲故事的小孩发明一个虚构的“狼来了”谎言。

Dehaene在新书中大量引用Nabokov的语言有充分理由。诗歌、小说家和昆虫学家经常会思考意识的存在状态。人类对意识和心灵的探讨已经持续了一个世纪,但是到现在仍属于科学上不可思仪或无法准确描述的概念。哪怕是一些具体的神经科学问题,例如理解、控制或改善神经退行性疾病或精神分裂症也就是几十年的历史。

经过多次悲叹和一些怀疑,人们逐渐认识到神经科学研究需要转换观念,必须从还原论转向整体论,才有可能解决问题。确实,“大神经科学”或者“整体神经科学”的时代已经开始,去年欧洲已经启动了人类大脑计划,其目的就是将大脑作为一个超级计算机来看待,并最终弄清楚其工作原理。现在已经有13个国家32个研究小组参与了该研究计划。美国总统巴拉克奥巴马去年42日也宣布了通过美国大脑研究计划,现在正在分配研究经费。

华盛顿私立艾伦大脑科学研究所10年前就开始了大神经科学研究,建立了系统的大脑解剖图谱,大部分是小鼠,现在开始进行神经元功能定位。所有这些大脑解剖图谱资料都是公开的,巧合的是,《自然》在奥巴马总统宣布美国大脑研究计划一周年时发表了2个艾伦大脑科学研究所的大脑图谱研究论文。 (http://dx.doi.org/10.1038/nature13185; http://dx.doi.org/10.1038/nature13186; 2014).

 

 

其中一篇是第一个人类大脑基因表达图谱,另一篇是小鼠大脑神经连接体,这是第一个哺乳动物的大脑神经连接体,这将成为指引大脑研究计划的预演模型,为将来人类大脑功能模拟奠定基础。

采集和模拟数据需要破坏大脑的编码,因此模拟大脑的道路将不会平坦。对猴子的大脑研究是建立人类和小鼠大脑研究的必要桥梁。许多学者希望首先开展猴大脑的研究,然后进行人大脑研究,由于政治因素没有答应先资助灵长类动物大脑研究,欧洲人类大脑研究计划受到许多科学家的指责。

随着大神经科学研究的进行,Dehaene–Changeux理论可能被证明是错误的,来自美国艾伦大脑科学研究所首席科学家Christof Koch提出的“综合信息”理论可能更加具有吸引力。Koch在对Dehaene新书的评论中说,这种理论忽视了脑电波的重要性,不能解释意识的为什么。(http://doi.org/r5q; 2014). Koch也引用了Nabokov的语言,一朵浪花不能结实整个大海: “The breaking of a wave cannot explain the whole sea.”一叶障目,不见森林。

 



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