神經元是大腦特殊細胞，載有很多信息。這些信息在神經元活動中是如何編碼的?新知識會改變大腦結構，但是如何形成的，記憶為什么在很久后還能被提取?大腦消耗身體20%氧氣，卻僅占身體2%重量。大腦基線活動有怎樣意義?進行未來模擬是大腦特性之一，我們對于這種能力還知之甚少。情緒是大腦的一種狀態(tài)，是對于外界刺激的一種簡單的反應模式，它是怎么產生的。

　　大腦是人體最復雜也是最神秘的器官，迄今為止，人類對于大腦是如何運作仍只是一知半解。早在上個世紀90年代，美國總統(tǒng)老布什就提出了“腦的十年”計劃，其后日本、歐洲等相繼跟進，對大腦開展了深入研究。

　　剛剛開始第二任期的奧巴馬，將解開大腦之謎作為美國科技發(fā)展的重點，并欲借此振興美國經濟。

　　《紐約時報》稱，奧巴馬政府醞釀的這項宏大計劃堪與人類基因計劃相媲美，其最終目標是繪制出完整人腦活動地圖,并全面解開大腦之謎。

　　目標

　　既能治病又能掙錢

　　據報道，奧巴馬計劃在下個月商討政府預算草案時，正式提出這項名為BAM(大腦活動地圖)的科研計劃。這項計劃將專門針對人類大腦的思維活動進行研究，并盡可能繪制出完整的大腦活動地圖。

　　該計劃的參與者將包括聯(lián)邦機構、私人基金會，以及神經科學家和納米科學家組成的團隊。他們將共同努力，增進人類對人腦中近千億個神經元的認識，更好地了解人類的知覺、行為，并最終解開人類意識之謎。

　　科學家對這項計劃抱有很高期望，項目如果成功，一些與大腦相關的疾病諸如阿爾茨海默氏病、帕金森氏癥、自閉癥等,將得到準確定位，從而為尋找新的治療方法提供可能。

　　此外，繪制人腦地圖，將有可能帶來人工智能的大突破。這些都將極大地帶動美國經濟的發(fā)展。

　　這一計劃預計耗時十年、耗資逾30億美元。但奧巴馬認為高投入是值得的，“在人類基因圖譜的研究中，我們每投入一美元，都獲得了140美元的回報。”他以此為例，認為BAM計劃將為美國帶來豐厚的回報。美國人類基因計劃耗資38億美元，截至2010年，美國已獲得8000億美元回報。

　　BAM計劃最終耗資很可能不會少于人類基因計劃，但專家預計，項目如果取得成功，美國從中獲得的收益將會比人類基因計劃收益更多。不過由于當下美國財政拮據，究竟聯(lián)邦政府會批準多少撥款，尚是未知數。

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　　意義

　　解釋人類如何思考

　　布朗大學神經科學教授約翰·當納格是該計劃的一名核心成員。

　　當納格說，“最令我感興趣和困惑不解的問題就是大腦如何將思想轉化為行動?對于大腦深層工作原理，我們仍然了解得不深。”

　　如果將大腦比作一個城市，那么目前的技術，只能使我們看到這個城市的大概輪廓，卻無法了解里面發(fā)生了什么。BAM就是為我們的大腦之旅繪制一幅導航的地圖，每一種想法從何而來，如何轉化為行動，都將在地圖上標明。

　　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“沖動”，巨大的神經元組織也會有意識或無意識地做出反應。

　　哥倫比亞大學神經科學教授拉斐爾·尤思蒂對此解釋道，該計劃最終繪制的并非是靜態(tài)地圖，而更像是一個高分辨率的視頻。通過這幅動態(tài)圖，單個的神經元受到刺激時做出什么反應，和其他神經元怎樣互動，最終這些是如何轉變?yōu)橄敕?、感情乃至最后的行動，都可以觀察得一清二楚。

　　BAM計劃的另一個重要意義，是整合現有的分散研究。中科院神經科學研究所助理研究員潘璟偉對記者表示，“(我估計)世界上有幾萬個實驗室在做這種類型的研究，每個實驗室只能研究某個腦區(qū)的數個環(huán)路，但BAM計劃將把這些研究整合起來。”

　　潘璟偉解釋說，“就像每個人拿著幾塊拼圖，但卻不知道別人的拼圖是什么樣子的，更不知道拼好的圖是什么樣子。而這個項目，其實是在整合科研資源，最終拼好整個"地圖"。”

　　行動

　　啟動人腦連接組計劃

　　其實，美國在2010年就啟動了一個“人腦連接組計劃”，美國國家衛(wèi)生研究院出資3850萬美元，華盛頓大學等4所大學接下了這個艱巨任務。“人腦連接組計劃”繪制出不同大腦區(qū)域之間的主線路圖，然后揭示這些連接在個體間的差異，“腦活動繪圖”計劃就是在這個基礎上發(fā)展的。

　　“人腦連接組計劃”旨在通過掃描1200名健康成年人其中包括300對雙胞胎的大腦，比較他們大腦各區(qū)域神經連接的不同，以及如何由此導致認知和行為方面的個體差異，最終描繪出人類大腦的所有神經連接情況。

　　質疑

　　耗資大遭科學家反對

　　中科院神經科學研究所助理研究員潘璟偉認為，美國人腦地圖這個項目就很像人類基因組計劃或者大型強子對撞機項目，在腦科學領域是絕無僅有的。

　　雖然意義重大，不過BAM計劃也遭到一些科學家們的反對。他們認為，政府不應該在單獨一個項目上投入重資，更何況該項目還缺乏明確目標。

　　同時，一些科學家表示，與繪制基因圖譜相比，繪制大腦活動圖挑戰(zhàn)要大得多。

　　對于質疑，自稱參與大腦計劃的拉爾夫·J·格林斯潘博士回應說，“不同之處在于，后者本質上是一個更為復雜的問題，說明基因組計劃的目標非常容易。但對于這個項目，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?”

　　現狀

　　已繪出鼠腦圖譜

　　2006年科學家繪制出了老鼠大腦2.1萬個基因的三維圖，雖然使用鼠腦有很多缺陷，但由于老鼠和人類的基因組90%相似，所以仍然對人類大腦研究提供了重要資源。

　　研究中一個重要發(fā)現是，老鼠80%的基因都在大腦中得到表達，這遠遠超出人們此前的估計。研究成果完成后免費放到了網上，網站點擊量每個月超過400萬次，每天有約250位科學家使用他們的研究成果。

（實習編輯：潘熾彬）