人脑计划未来究竟能否实现？本文转自：北京邮电大学出版

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多年以来，瑞士洛桑理工学院的神经科学家亨利·马克莱姆一直声称自己能够在10年之内在电脑中模拟出人类大脑。2013年1月23日，欧盟委员会让他对此进行证实。经过近两年的激烈竞争后，他雄心勃勃的人脑计划（HBP）打败其他几个同样宏伟的项目，获得了来自欧盟的高达10亿欧元的巨额资助。那么，等时候到了，他能兑现自己的许诺吗？有可能对人类颅骨里重1.4千克、包含860亿个神经元的大脑——
世界上最强大的电脑——进行电脑模拟吗？
这个项目引起了神经科学家的一致反对，尤其在科研经费相对拮据的当时，人们对人脑计划获得的巨额资助颇有微词。不过，这些争论对马克莱姆来说微不足道。人们最常提及的反对意见就是人脑太复杂，无法模拟，而且我们对大脑的了解还处于初级阶段。
早在20世纪50年代，神经科学家就已经建立了许多神经元电脑模型，但大多数人只是把这些细胞当作单个的抽象点。然而，马克莱姆有自己的想法。他想以神经元的本来面目构建模型，包括其复杂而精确的网络细节，以及充斥其中的活跃基因和电流活动;他要在离子通道层面对细胞进行模拟（离子通道是一种分子“阀门” ，使神经元能够通过带电粒子进出细胞膜而产生电压）;他想再现细胞里开启和闭合的基因，还想模拟使神经元得以与周围进行交流的大约3000个突触。
艾琳·麦基尔南从事单个神经元计算机模型的设计，是这个“自下而上”构建人脑模型的方法的粉丝。“真正了解一个基本单位的运作并重新构建模型——我大致同意这种实验方法， ”她说， “但是我对时间框架持有异议。马克莱姆说用10年时间我们就可以完全模拟大脑，我认为这不可能。”
光是构建单个神经元模型就已经够复杂了，简直可以称得上魔鬼任务。“对多数神经元，我们还不了解其离子通道的构成，也不知道它们如何协作来完成电流活动，以及它们在生长或受伤时将发生何种变化。”她说， “从另一个层面来讲，我们对神经元彼此间如何连接，或者如何生长、收缩及变化，更是知之甚少。”如果上升到更高一级的层面，我们知道的就更少得可怜了。
“当然，我们目前已经拥有的只是所需的极其微小的一部分。”马克莱姆说道。更糟的是，从成本、技术需要方面来说，通过实验构建出每个分子、细胞以及相关连接的模型是完全行不通的。但是，马克莱姆坚信，构建这样一个统一模型是整合知识的唯一途径，也是集中填补空白的开始。通过对知识的整合，我们可以凭借已知的去推测未知的，并将所有悬而未决的事物进行提炼，作为将来研究的新思路、新发现。
马克莱姆团队投入时间和精力最多的地方，是详细记录何种基因活跃于哪些神经元。神经元并不都是相同的，它们有多种类型，在大脑中扮演不同角色，激活不同基因。一旦马克莱姆掌握所有神经元的信息，即所谓的“单细胞转录组” ，他就有信心推断出大脑不同部分的神经元构成，复制每个细胞的电活动，甚至模拟神经元突触的生长。他认为， “我们正在揭开支配大脑功能的生物学定律的神秘面纱” 。
20多年来，马克莱姆的团队已经梳理出老鼠神经元的基本分布细节，并建立了一个被称为脑皮层柱的虚拟脑结构切片。目前，他们已经完成了100个这样的脑皮层柱模型，每个都含有大约1万个神经元——不及老鼠大脑神经元总数的2% ，是人类大脑的0.001% 。