2013 年 04 月 16 日 , ,

上個世紀末最偉大的科學探索工程非「人類基因體計畫」莫屬,它集眾志成城之力,破解人類「生命之書」的奧秘,為生物科技開疆闢土,開創許多新興的研究項目。那這時代即將展開的科學探索工程是甚麼呢?

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美國總統歐巴馬於 4/2 宣布一項為期 10 年的計畫,將支持解開人腦秘密的研究,該計畫原稱作「人腦活動地圖」(BAM),但現在已改名為「先進革新神經科學人腦研究」(Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies, BRAIN),由聯邦機構、私人基金會,以及神經科學家和奈米科學家組成。第一階段在下年度編列 1 億美元,至於長遠規劃,可能將耗費數十億美元。

複雜的大腦 

人腦地圖的繪製,目的在於徹底解開人腦之謎,希望不僅了解基因、遺傳等問題,也能有助於治療帕金森氏症、阿茲海默症等老年失智症等疾病。

人類的大腦非常複雜,預估有 1,000 億個神經元,這些神經元的溝通方式,以及大腦功能如何運作,近年來一直是頂尖科學家全力探索的焦點。而目前科學家所能記錄的,都是小數量的神經元在同一時間的活動。而 BRAIN 將透過科技產生腦部「動態影像」,並記錄更複雜的神經元活動,來協助研究人員觀察腦細胞與神經迴路如何互動。

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圖片來源: NIH

BRAIN的研究前景

那BRAIN是否能帶來很大的效益,所投入的資本是否能回收,如同當初人類基因體計畫花費38億美元,到 2010 年已獲得 8,000 億美元的報償。

研究學者指出兩個計畫目前無法相提並論,人類基因體計畫在籌組時,已能明確地描繪出研究結果的輪廓,但 BRAIN 不大相同,因為沒有人知道計畫的成果是甚麼。如果科學家幸運的話,說不定可以解答重大謎團,或是了解神經細胞如何進行資訊的處理,進而找出建造電腦的更好方法。不過,從目前的技術與未來可預見的科技發展來看,研究者不可能獲得前述的成果。但若此計畫成功將會帶來可觀的收益──140 倍的資金報償。

歐盟的人類大腦計畫

除了美國將投入人腦的興趣,歐盟於今年初也宣佈人腦研究被選為未來新興技術旗艦計畫的兩個項目之一,計畫稱做「人類大腦計畫(The Human Brain Project, HBP)」,將投入 10 億歐元,結合 80 個世界頂尖研究單位跨領域的 200 名學者,一同解讀超過上兆個腦神經鏈結的人類情感、意識跟想法。而這些複雜的運算,將透過超級電腦多段多層的模擬來實現。

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圖片授權: HBP

歐巴馬說,向外,人類已可辨識若干光年以外的星系;向內,人類已有能力研究比原子還細小的粒子;可是人類迄今無法解開「兩耳之間這個三磅重的東西」之謎。隨著歐洲、美國相繼投入大量資源與人力於人腦研究上,未來當面對大腦疾病、思考方式等問題時,都可以按圖索驥了。

(封面圖片來源:Steve Jurvetson via flickr cc