人脑工程
出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)
目录 |
1942年美国实施利用核裂变反应来研制原子弹的计划，1945年成功地进行了第一次核爆炸，轰动一时，改变了二战以后系统工程的发展。史称“曼哈顿计划”。目前，美国国防部高级计划研究局（DARPA）又启动了一个新项目，计划研发人脑控制计算机，项目名为“神经工程系统设计（NESD）”，这项脑科学计划一旦成功将极大地提升和扩展人类的能力边界，对促进技术创新、提升国家竞争优势乃至推动人类社会发展产生深远影响，堪比下一个“曼哈顿计划”。
该计划中，未来研发人员将开发一种可以转换人脑中电化学信号的植入物，系统的核心只是一个1立方厘米大小的“生物兼容设备”，它可以将人脑的生物化学语言转换成信息技术中使用的0和1。以二进制的方式将人脑和电脑连接起来。通过这样的界面，人脑可以直接控制计算机，不必进行手动操作。预计将极大的促进神经科学的研究。
人脑工程是对人脑的研究及相应的技术研发，其核心是人类的整个神经系统研究，而非只有大脑——尽管大脑是神经系统的主体，但有很多的意识与行动由大脑之外的东西决定。人脑内部运行与构造的复杂与精巧程度远超计算机，功能也更为强大。大脑的复杂性在于神经细胞在形状和功能上的多样性，以及神经细胞结构和分子组成上的千差万别。
人类大脑内部有近1000亿个神经元，彼此通讯，形成100万亿个突触，数量之繁密，胜过整个银河系的星辰，随着计算机及云计算、大数据等信息技术的发展，每个神经元及脑部信息处理的具体过程都可被追踪，超级计算机被发明后，建立和模拟各种大脑模型已成为可能。
人脑方面的研究一直以来都备受科学界关注，诺贝尔奖曾多次被授予研究人脑及神经学方向的科学家，人脑科学研究在近几十年取得了巨大的突破，人脑科学研究开始成为世界热门的前沿科研领域。各主要经济体于90年代开始了脑科学研究的长期规划，美国命名90年代为“脑的10年”，支持发展神经科学与人脑的研究。日本继1986年制定并实施的《人类前沿科学计
划》中，将脑研究放在了最重要的位置之上，后于1996年推出了“脑科学时代”的计划20年的脑科学计划纲要。在我国，脑功能研究列入了重大基础科学研究计划——“攀登计划”。进入21世纪以来，随着相关理论知识的进步和新实验工具的提供，大脑深度秘密也逐渐被认知。近十年以来，脑科学的各个领域都开花结果。
- 50年代
•科学界开始对人脑研究发生兴趣，但受制于设备方面，相关研究仅局限针对动物的脑部进行
- 60、70年代
•科学家针对人脑的前额皮层进行了一些研究。随着计算机技术、核磁共振成像技术等取得了突破，人脑科学研究开始成为世界热门的前沿科研领域
- 90年代
•各主要经济体纷纷于90年代制定了脑科学研究的长远计划
- 2001年
•中国科学家也加入了该计划
- 2006年
•美国研究人员成功绘制出老鼠大脑基因图谱
- 2008年
•日本科学家发明出用图像显示人脑活动的技术，世界上首次将人脑的直观活动图像化
- 2010年
•美国推出“人类连接组计划”，通过扫描上千名健康成年人的大脑，比较他们大脑各区域神经连接的不同，以及如何由此导致认知和行为方面的个体差异，计划最终描绘出人类大脑的所有神经连接情况。
- 2012年
•利用超级计算机技术，加拿大科学家创造了具备简单认知能力的虚拟大脑
| 研究名称 | 研究进展 |
| 神经遗传学 | 人类基因组计划（HGP）掀起了一波新型测序技术的发展浪潮，科学家由此推进了对导致神经和精神异常的人类 |
| 遗传途径的认识。科学家已经在精神分裂症、阿兹海默氏症、抑郁症和孤独症和其他疾病患者血液中追踪到少量异常DNA。 | |
| 大脑图谱 | 2003年，在HGP完成不久后，他们组成了位于西雅图的艾伦脑科学研究所，开始绘制小鼠大脑中的基因活性区，并将成果汇集成在线数据库（或图谱）。目前数据库也包括了人类和非人类灵长类动物的数据。研究的最终目标是要改变研究脑部疾病和障碍的方式。 |
| 大脑可塑性 | 在这十年中，科学家真正开始认识和利用成人大脑可塑性，更好的成像技术和荧光标记细胞新方法的出现，使科学家能够在大脑学习新的信息之时对它进行研究，能观察到实验动物脑细胞的活动就能揭示了可塑性的机制。 |
| 大脑导航 | 1971年，伦敦大学的JohnO’Keefe教授在动物的海马体，一个和记忆息息相关的重要大脑区域，发现了所谓“定位细胞”，成功地揭示了人类能够拥有空间辨别能力的神经学原理。而在2005年，科学家在“定位细胞”附近的大脑皮层发现了一种全新的空间位置细胞——“网格细胞”。 |
| 记忆 | 科学家发现，记忆并不一定不容更改，记忆的形成和回忆是一个逐步发展、激活和可塑的过程，思维定式和情绪可以影响人的注意力和记忆。科学家们正在研究一些实验化学制剂，注射后可干扰记忆形成蛋白，消除某些不适感觉，比如吸毒者对毒品的欲望。研究人员甚至设法诱骗小鼠形成完全虚假的记忆。 |
| 诊断进展 | 在过去的十年，一些以连接心身为目的的治疗技术获得了发展。特别值得注意的是认知行为疗法（CBT），这种谈话疗法用于研究人的思想和情感如何影响行为，提出对策，阻止不良信念，主要用来治疗恐惧症和焦虑症。 |
| 光遗传技术 | 2005年，斯坦福大学的科学家们公布了一项令全世界研究者都十分震惊的技术——光遗传学技术。他们通过光线像开关一样高精度地激活或抑制实验个体的神经元，通过光遗传技术可以大幅提升定点操控的精准度，将光敏分子植入某一类脑细胞，它们只能控制特定类型的神经元和神经网络。 |
| 神经胶质细胞新作用 | 新的成像方法终于给了科学家研究胶质细胞的机会，在记忆和学习等重要的大脑功能中，神经胶质细胞起着关键作用。这是个全新的领域。神经胶质细胞更为复杂和多样，胶质细胞的作用不同于神经元。 |
| 神经移植技术 | 在过去的十年里，由于半导体制造业的飞速发展，人造耳蜗的音质得到了大幅度的提升。人工耳蜗已经让全球超过25万人恢复了听觉，而刚刚投入医疗使用的人工视网膜将有同样广泛的应用。现在的神经移植技术已经改变了利用电流对大脑特定区域刺激的传统方式。 |
| 决策大脑机制 | 著名心理学家，诺贝尔奖得主Kahneman在2011年的著作《思考，快与慢》中，Kahneman总结了科学家们对认知偏差数十年的研究成果，并提出了一个被人们广为接受的观点：人们的大脑有两个截然不同的机制共同协调做出决策，其中一个是自动的，无意识的思考，负责做出快速反应；另一个更加的主观，带有强烈的个人因素，帮助人们解决更加复杂的问题。 |
- 《人脑工程，下一个曼哈顿计划》.光大证券.2016年1月30日
