未来几年内, 科学家将模拟大脑活动开发出像人脑一样思考的电脑,绘制大脑疾病的图谱并试图将其治愈。他们还将制造出能感知应该做什么事情的机器人,并且提出“万通理论”为理解学习、记忆、注意力及目标导向行为提供框架。

据“人类脑计划”(HBP)联合负责人亨利•马克拉姆(Henry Markram)教授称,该计划将首次真正窥探大脑工作,使科学家、工程师、程序师和其他人士可以干预大脑工作,从而开发程序、产品和工序让生活变得更好、更简单。

“我认为,HBP 将成为一个转折点。”马克拉姆说,“这个项目将给社会各方面带来好的转变,有助于开发出新疗法来对抗老年痴呆症及更多痴呆相关的疾病。”

马克拉姆曾于魏兹曼研究所任职,现为瑞士洛桑理工学院大脑和思维研究所主任,该机构协调HBP项目的21个国家共135个合作伙伴的工作。作为项目的参与者,成百上千的研究人员探索深奥的脑研究应用,比如神经机器人(为机器人设置“验证脑模式”,让其在具体任务中独立工作)、神经计算(在电脑芯片上模拟人类神经元)、人脑模拟(研究者可通过网络操作)等更多应用。

这些脑技术以及更多相关研究将在下个月于特拉维夫市举行的第二届脑科学大会上展出,IBT负责人米里•波拉切克(Miri Polachek)说。

她说:“和其他某些参加HBP项目的国家不同,以色列尚未有政府赞助的大脑研究机构。因此我们是这里组织脑研究活动的主要团队。以色列研究人员已参与到一些非常深入的研究项目,大会上将会谈到一些。”

马克拉姆说,HBP实际上正在建立两种大脑模型,一个是将于明年完成的老鼠大脑模型,另一个是至少还要五年时间的人类大脑模型。神经活动相对简单的老鼠大脑模型将为科学家们研究更为复杂的人类大脑模型提供重要借鉴,后者拥有成百上千亿神经细胞。

因此,他强调HBP不只是制造人工脑。

“更重要的是理解大脑的构造。”马克拉姆说,“我们开发一个系统的途径来探索大脑的各组成部分、大脑和身体以及大脑和环境是如何互动的。它对于了解大脑、建立使科学家进行广泛应用研究的平台和界面是至关重要的。”

“要想探索大脑,我们需要知道神经元如何单独工作或者相互协调,其可塑性(神经通路与突触变化的术语)如何,还有其他一些因素。”马克拉姆说,“它能让我们进行模拟和分析,例如,让科学家看到脑疾病的信号,在试验观察基础上找出治疗方法。”

马克拉姆表示,能做到这一点将会成为HBP最大的收获之一。“现在我们利用被我称作‘黑匣子’的方法来治疗像肌萎缩侧索硬化症、老年痴呆症和帕金森氏病这样的脑疾病。”他说,“我们做相关性分析,给患者开药,看是否有效或有效程度如何。但这不是科学的方法。”

他说,真正的科学需要有一个让科学家复制真实世界的情景,记录结果变化的环境。这只有当科学家建立起了解并可控的脑模型才有可能实现,而那正是HBP将为医疗科学所做的事。”

为脑研究找到科学的方法将是脑技术大会的主题。“大脑挑战”是本次大会的一个亮点,参加的队伍将通过跨学科、协同的方法解决与大脑相关的重大议题。由IBT和美国艾伦脑科学研究所赞助的这一活动会为参赛队伍分派任务,包括独特的新计划,为解决人类脑错乱的全球性重大挑战提供新型的解决方案。”

大脑研究的好处不限于健康领域的应用,马克拉姆说,脑技术将被用于制造机器、电脑、机器人和其他更智能化的设备,甚至有可能让这些设备自行解决问题。