了解神经元之间的沟通规则非常重要。单个神经元不随意沟通，而是寻求目标明确的沟通伙伴。虽然每个神经元都是独一无二的，但是，研究人员已经发现不同大脑的线路有着共同的模式。
“人脑工程”研究小组希望在计算机上制造一个完整人类大脑的模型。工程负责人瑞士神经学家亨利 马克拉姆称人脑为“神奇的机器”。他们正在向欧盟为该工程申请拨款１０亿欧元。工程预计在２０２３年前完成。“人脑工程”将会在治疗帕金森氏症等疑难杂症、研发新超级计算机和智能机器人等领域取得重大突破。
马克拉姆称，“这是人类面临的３个重大挑战之一。我们需要了解地球、宇宙和人类的大脑。”
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计算机上创建完整人脑模型
信息正在以每秒千亿次或许更快的速度在亨利 马克拉姆的“大脑”运行。他向左边可看到修长的柏林电视塔，在前面可看到６名认真细心的记者；他能听到他们在笔记本上用笔做记录的刷刷声以及窗外卡尔马克思大街的喧嚣；他能在柏林市中心这里嗅到春天的气息，而且还能讨论工作。他同时做着以上所有事情，但也只耗费他的“大脑”不到十分之一能量，因为“大脑”只是放在他面前的笔记本电脑。
马克拉姆正是由于体会到这些成就和这样的效率，才对研究人类大脑如此着迷。马克拉姆是瑞士洛桑联邦高等理工学院的神经学家。现在，马克拉姆带领着由欧洲９个国家科学家组成的攻关小组正在对“人脑工程”展开研究，以期尽早揭开大脑的奥秘。“人脑工程”的科学家和研究员包括神经学家、
遗传学家、计算机科学家、机器人专家和伦理学家。
只用“雄心勃勃”四字来形容该工程远远不够。因为“人脑工程”的目标是，在计算机上制造一个完整人类大脑的模型。科学家表示，一旦成功将有助于治疗
老年痴呆症和帕金森氏症等疾病，同时也有助于开发出新超级计算机，先进程度将前所未见。
马克拉姆称，“这是人类面临的３个重大挑战之一。我们需要了解地球、宇宙和人类的大脑。我们需要了解我们成为人类的奥秘所在。”
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老年痴呆等疾病患者有望受益
马克拉姆目前正在欧洲主要城市穿梭为工程进行宣传，６名德国同事同样在游说。“人脑工程”正在申请欧盟“未来新兴技术旗舰计划”补贴项目拨款。要得到拨款，科学家们需要政府支持。
除了１０亿欧元（１４．２亿美元）的资金，未来１０多年都是“人脑工程”成败的关键。
参与该项工程的科学家都对前景表示乐观，认为“人脑工程”能够帮助人类提高利用现有知识的能力。目前全球大约有２０万神经学家，发表的科学
论文达几百万篇。马克拉姆说，“知识太支离破碎，是到了将论文汇总到一起的时候了。”
耗资巨大的“人脑工程”被寄予厚望，期盼在治疗迄今无解的疑难杂症方面有所突破。不久前，“人类基因组计划”虽然成功，但是在治疗人类疾病方面却帮助不大。老年痴呆症继续折磨着人类，同样还有帕金森氏症和肌萎缩（脊髓）侧索硬化症，后者又称为“卢伽雷氏症”。
“人脑工程”在工程初期就期待着被实际应用。实际应用包括节能计算机或新机器人的全新设计原理。科学家称，除了深入了解基础研究以外，“人脑工程”在初期就要按人脑大小进行设计。
此外，马克拉姆说，新药物的研发总是慢半拍的，因为制药公司无力承担所需的巨额费用。因此，治疗脑疾病的药物专利数量正在日益减少。人类大脑模型一旦制造成功，将会应用到一系列领域，例如制药行业。制药公司可以大幅缩短测试时间，利用这个计算机大脑模型测试新型药物，无需进行人体测试。
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“蓝脑计划”开始于２００５年，其目的是从实验数据逆向打造哺乳动物的大脑。研究组将重点放在哺乳动物的大脑所独有的结构――皮层单元上，以此作为突破口了解现实世界为我们带来的感官信息是如何破译并储存到人脑中的，从而揭开人类意识产生之谜。
已绘制３Ｄ人脑神经元活动图
现在，科学家正在对大脑皮层进行重点攻关。该皮层位于大脑的外边，只有几毫米厚，是大脑进化的第一要件，是尝试了解人类大脑开动的起点，也是在出问题时努力寻找解决办法的出发点。人脑在大脑皮层中建立自己的“宇宙”。
为了解和模拟哺乳动物大脑的分子结构，马克拉姆在“蓝脑计划”已经完成计算机仿真人类大脑的重要前期准备工作。
他已经复制出一小部分老鼠大脑的新大脑皮层。要了解新大脑皮层的用途，我们可以把新大脑皮层想象成一架巨大的钢琴，表面有几百万个皮层单元，每个都能弹出音调。模拟新大脑皮层时，所有皮层单元就会弹奏出一曲交响乐。了解其设计原理，对神经科学家来说，就如同获得各种科学大奖。
了解神经元之间的沟通规则非常重要。单个神经元不随意沟通，而是寻求目标明确的沟通伙伴。虽然每个神经元都是独一无二的，但是，研究人员已经发现不同大脑的线路有着共同的模式。
“蓝脑计划”组已经完成了人脑新皮层部分的神经元计算工作，并已绘制出一份３Ｄ神经元活动模拟图。最终，科研人员希望能知晓并模拟出整个人脑的神经元的活动情况，借此了解现实世界为我们带来的感官信息是如何破译并储存到人脑中的，从而揭开人类意识产生之谜。
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大脑被“切成”８０００片
进行数字化处理
在计算机上模拟这一切是极端复杂的。马克拉姆目前的模型包括成千上万的神经元。但是，要揭示人类人脑的奥秘还远远不够。科学家必须要组装无数个局部模型，最后在２０２３年前组装为一个实现正常运转的完整人类大脑模型。
科隆附近尤利希研究中心的超级计算机将在研究过程中扮演主角。模拟大脑需要数量惊人的数据，科学家马克拉姆将其称之为一场“数据海啸”。尤利希超级计算机中心主任托马斯 利伯特的任务是，要弄清楚计算机如何在特定时间只处理某一局部的数据，同时还不忽略其余部分的数据。他们还必须研发一种成像方法，如大的三维全息图，以描绘出大量的数据。
神经学家卡特琳 阿曼茨领导的信息小组正在绘制人脑详图。研究过程中，他们需要将大脑切成８０００片，而后利用高性能扫描仪进行数字化处理。经过处理后，大脑模型变成８０００个长方体模块，每个模块的体积为１０×１０×２０微米（１微米等于千分之一毫米），容量为３０００亿字节（３ＴＢ）。阿曼茨称，更高分辨率大脑图谱的容量很可能超过７０万亿字节（７００ＴＢ）。
作者：
2011-5-31