腦科學(xué)的故事，未完待續(xù)……

顧凡及教授的《腦科學(xué)的故事》是一本“老書”——首版2011年，2024年修訂出版的，已是這本書的第三版。第三版的篇幅比之前的版本增加了不少，細讀之下，發(fā)現(xiàn)其中果然有很多新增的內(nèi)容。

大概是在2012年，也就是《腦科學(xué)的故事》出版后不久，歐盟“人腦計劃”的立項緊鑼密鼓，瑞士洛桑理工學(xué)院的馬克拉姆（H.Markram）雄心勃勃，提出這個計劃的總體目標在于“建立起為未來神經(jīng)科學(xué)、醫(yī)學(xué)和計算所需的全新信息和計算技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，由此促進全球的合作研究，總結(jié)現(xiàn)有關(guān)于人腦的一切知識，并通過在超級計算機仿真重建人腦，直到其各個細節(jié)”。作為一個由歐盟資助的超大型研究計劃，這個項目將在10年內(nèi)（2013—2023）耗資10億歐元來資助神經(jīng)科學(xué)研究。這聽上去是件大好事。

通過《腦科學(xué)的故事》，讀者會了解到，大腦雖然也是人體的一個器官，但是其功能的復(fù)雜性卻大大超過任何其他器官。大腦功能包括視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺、痛覺、溫度覺等多種感覺以及運動控制等生存所必需的基本功能，還涉及學(xué)習(xí)、記憶、語言、情緒、思維、意識等高級功能。這些功能在腦內(nèi)到底是如何組織、如何實現(xiàn)的，是如何由單個神經(jīng)元的活動而產(chǎn)生回路中的信號傳遞，進而上升至相關(guān)腦區(qū)的協(xié)同活動，最后形成我們對周圍世界的認識并指導(dǎo)我們的生存活動，對于這些，我們目前還只是知道了很少一部分。對大腦功能的研究，依然是生命科學(xué)的一個重要領(lǐng)域。

因此，對于歐盟在“人腦計劃”中的巨大投入，很多人為之振奮。記得當時周圍也有不少人希望以這個事件為契機，推動國內(nèi)相關(guān)學(xué)科的研究再上一個臺階。但是另一方面，也有很多人認為馬克拉姆的目標不切實際，尤其是“通過在超級計算機仿真重建人腦，直到其各個細節(jié)”，給人以夸夸其談的感覺——這樣的目標，在10年內(nèi)是很難實現(xiàn)的。顧老師屬于后者。彼時，他已經(jīng)退休多年，但依然對學(xué)術(shù)前沿動態(tài)保持高度關(guān)注。

這個歐盟“人腦計劃”的學(xué)術(shù)目標過于宏大、可行性不足，在10年中不可能實現(xiàn)——只要是認真從事過神經(jīng)科學(xué)研究的人，做出這樣的判斷并不難。其實，即使是“總結(jié)現(xiàn)有關(guān)于人腦的一切知識”，也不是什么新鮮主意。往前再推10年，在21世紀初，就有人希望以“神經(jīng)信息學(xué)”的名義，建立腦科學(xué)研究的共享數(shù)據(jù)平臺，國內(nèi)外都有這樣的推動者。后來的事實證明，雖然這種想法是出于學(xué)科發(fā)展的良好愿望，但同樣也是缺乏可行性?？v然推動者四方奔走、各處游說，最后也都是不了了之。原因也很簡單——對于神經(jīng)科學(xué)的實驗數(shù)據(jù)，不了解實驗背景或者對相關(guān)機制缺乏思考的人其實很難做出合理的、有意義的解釋。顧老師堅信“科學(xué)來不得半點虛假”。于是就發(fā)生了持續(xù)10年對這個項目的跟蹤關(guān)注，也時不時地可以從各種渠道看到或聽到他對這件事情的評論。

2023年，歐盟人腦計劃“曲終人散”，適逢顧老師對《腦科學(xué)的故事》進行修訂。于是，這個龐大計劃的來龍去脈、項目的得與失，就成為這本書最后一章的一部分。雖然這一部分篇幅不算太大，卻是本書的重要一筆。教科書往往給我們成熟的知識，科普讀物一般也是這樣。但本書中關(guān)于馬克拉姆領(lǐng)銜的“藍腦計劃”和“歐盟人腦計劃”的正反兩個方面的內(nèi)容，給了讀者一個多方位的介紹，也提供了從另一個視角來審視科學(xué)研究的線索。

10年的時間，在歷史長河里只是一個瞬間。但是對一個方興未艾的學(xué)科來說，10年里可以發(fā)生很多事情，尤其是在技術(shù)高度發(fā)展的21世紀?！赌X科學(xué)的故事》給讀者帶來了一些振奮人心的例子，其中包括2014年世界杯足球賽別具一格的開球儀式——一位下肢截癱患者平托（J.Pinto）使用由神經(jīng)信號控制的外骨骼，在綠茵場上踢出了激動人心的一腳。這具有里程碑意義的一腳，凝聚了以杜克大學(xué)的尼柯萊利斯（M.Nicolelis）為代表的神經(jīng)科學(xué)工作者長達幾十年的努力。加拿大醫(yī)生彭菲爾德（W.Penfield）1930年代的工作，已經(jīng)揭示了控制人體各部分運動的神經(jīng)元在腦內(nèi)的區(qū)域性分布。進而，通過對相關(guān)神經(jīng)元活動信號的記錄和分析，來解讀運動主體的運動意圖，這樣的工作也是始于20世紀。最初的嘗試以大鼠為對象，隨后是猴子，這些工作在20世紀末均已有所報道。相關(guān)技術(shù)不久之后在人體上得到應(yīng)用。

世紀之交，對脊髓損傷的修復(fù)，讓人們看到了截癱患者康復(fù)的希望，這個領(lǐng)域一時成為神經(jīng)科學(xué)的一個熱點。與此同時，如何通過對運動中樞神經(jīng)信號的讀取來實施運動輔助，則是另一個熱點。通過對截癱病人植入電極以獲取神經(jīng)元信號，經(jīng)解碼對輔助設(shè)備進行控制，最初的報道見于21世紀初。2012年，又有一則關(guān)于截癱病人腦內(nèi)植入電極并控制機器手的報道刊載在《自然》（Nature）雜志。之后在2016年有了馬斯克（E.Musk）創(chuàng)建的Neuralink公司，以及2024年年初轟動媒體、讓地球人都知道的“首例病人植入”。當然，知情人都知道這個“首例”，說的只是Neuralink的“首例”，而不是這項技術(shù)的“首例”。讀了這本新版《腦科學(xué)的故事》的讀者，也會知道。

這部近27萬字的《腦科學(xué)的故事》，還有很多其他精彩。如果把每個故事都比作是一道美味，那么整書就是一場饕餮。當然，這場筵席還沒有結(jié)束，腦科學(xué)的研究，還在繼續(xù)。