如何邁過“巨大的鴻溝”？

對于各國爭相投入，以及全球研究領(lǐng)域的激烈爭奪，楊院士直言“不是壞事”。在他看來，科學(xué)上的進步往往在你追我趕的競爭中提速。作為我國腦科學(xué)研究領(lǐng)域的權(quán)威專家，眼前他更關(guān)心的是研究者們共同面臨的“巨大的鴻溝”。

何為“巨大的鴻溝”？當(dāng)前在細(xì)胞和分子水平上對腦和神經(jīng)系統(tǒng)的研究已經(jīng)取得了巨大成功，另一方面，我們已經(jīng)有可能在整體水平上監(jiān)測腦實施功能時各分區(qū)神經(jīng)元的活動狀態(tài)。然而，對于產(chǎn)生知覺、認(rèn)知、思維等涉及數(shù)千乃至上百萬神經(jīng)元集群活動的監(jiān)測，仍然缺少有效的技術(shù)手段，也因此尚未積累充分的數(shù)據(jù)，并進行細(xì)致的分析。

在這樣的情況下，發(fā)展新的神經(jīng)細(xì)胞活動的檢測技術(shù)、信息技術(shù)和其他有關(guān)工程技術(shù)，顯然成為腦科學(xué)的新的“生長點”。北京師范大學(xué)腦與認(rèn)知科學(xué)研究院院長羅躍嘉打比方，“就像我們要去研究火星，首先要建造一艘能夠到達(dá)火星的飛船。”

在科學(xué)家們看來，神經(jīng)元標(biāo)記和大范圍神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)環(huán)路示蹤和結(jié)構(gòu)功能成像技術(shù)，大范圍神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動的同步檢測、分析和操控技術(shù)，具有高時間、空間分辨力的新型成像技術(shù)，以及電子探針、納米技術(shù)等，都將令研究者們探索大范圍的神經(jīng)元集群功能狀態(tài)及動態(tài)變化成為可能，由此積累的大量數(shù)據(jù)或許可助人類在探索大腦的路上跨越溝壑、走得更遠(yuǎn)。

當(dāng)然，對腦的信息處理特點的研究，也有助于推進信息技術(shù)和其他工程技術(shù)的發(fā)展。技術(shù)層面而言，大腦本身就是復(fù)雜系統(tǒng)，當(dāng)研究人員憑借著不斷升級換代的高新信息工程技術(shù)走入大腦深處后，得到的認(rèn)知或許還可反過來促進信息及其他工程技術(shù)的發(fā)展，形成良性循環(huán)。

我們真的準(zhǔn)備好了嗎？

人類“腦計劃”雄心勃勃，一些對腦科學(xué)的應(yīng)用猜想已經(jīng)成為熱議話題：一旦掌握了腦的秘密，是不是“讀心術(shù)”將成為可能？很快就能像電腦“拷貝”文件那樣快速學(xué)習(xí)了嗎？甚至有人更進一步，分析人腦控制在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

對此，不少專家直言“尚早”。楊雄里認(rèn)為，探索腦的奧秘，是一個漫長的過程，即使僅僅是繪制出所謂“人腦活動圖譜”，幾十年、或許幾百年都不夠。在他看來，研究大腦的功能，特別是腦的高級復(fù)雜功能，如感知、思維、情緒、認(rèn)知，存在著巨大的困難。首先，即使像“大腦活動圖譜”計劃所說的把每個神經(jīng)細(xì)胞的活動都記錄下來，這也還只是我們了解腦的活動的基礎(chǔ)工作。因為這些活動隨著環(huán)境、刺激而瞬息萬變。更重要的是，大腦在人出生以后，有一個發(fā)育成熟的過程，在此期間神經(jīng)細(xì)胞的活動不斷地發(fā)生變化，甚至當(dāng)神經(jīng)系統(tǒng)成熟以后，它的功能和結(jié)構(gòu)都會因環(huán)境的變化而發(fā)生改變。這就是所謂的腦的可塑性。這一特點，充分說明它是一種動態(tài)的過程，不是靜止不變的。與這樣復(fù)雜的系統(tǒng)打交道不是輕而易舉的。

另一個巨大困難，在于大腦的高級復(fù)雜功能，固然有其物質(zhì)的基礎(chǔ)，但當(dāng)這些物質(zhì)運動，升華成為精神活動的時候，它就會凸現(xiàn)一些我們目前并不了解的特殊規(guī)律。以做夢為例，科學(xué)家們已掌握某些技術(shù)可探測一個人是不是在做夢，但是還沒有客觀方法來確定做的是什么夢，而做夢在同樣的外在條件之下，具有明顯的不可重復(fù)性，這給研究夢這樣的腦的高級功能帶來了很多困難。

在他看來，對大腦的研究，有著除醫(yī)學(xué)以外的意義。往深處想，如今我們感知這個世界，是通過視覺、觸覺、味覺、聽覺等各種功能的神經(jīng)元接受信號，再經(jīng)各級各類神經(jīng)回路的復(fù)雜加工處理得來。但是，經(jīng)過大腦的這樣的信息處理，我們所感知的世界，還是不是真實的物理世界呢？在日常生活中，有很多錯覺，現(xiàn)在的科學(xué)研究表明，這些錯覺確實有其相應(yīng)的神經(jīng)基礎(chǔ)。

對于研究腦的功能存在的這些困難，我們是否都已做好了準(zhǔn)備？

大半輩子都交給了腦科學(xué)研究的楊雄里這樣看：人類對大腦的認(rèn)識是絕對真理，在某一個歷史時期我們所認(rèn)識的只是相對真理，通過神經(jīng)科學(xué)家的艱苦努力，可以逐漸逼近這個絕對真理，但我們永遠(yuǎn)不能窮盡它。