竊聽大腦

想象有一臺由860億個交換機組成的便攜式計算機，其復雜的通用智能足以構(gòu)建一個太空文明，但重量僅為1.2至1.3千克，功耗僅20瓦，并且移動時會像果凍一樣抖動。現(xiàn)在，人腦中就有這種機制。這是生物進化的驚人成就。但我們并沒有相關(guān)藍圖。現(xiàn)在設(shè)想一下，要怎樣在無法觀察其微電路活動的情況下，弄清楚這一生物電子學奇跡的工作原理。這就像要求微電子工程師在不使用數(shù)字邏輯探針的情況下，對最先進處理器上運行的架構(gòu)、微碼和操作系統(tǒng)進行逆向工程，這幾乎是一項不可能完成的任務。因此，我們很容易理解為什么人類大腦（甚至是老鼠和更簡單生物的大腦）的許多運作細節(jié)仍然如此神秘，甚至對神經(jīng)科學家來說也是如此。人們通常認為技術(shù)屬于應用科學，但腦科學研究本質(zhì)上屬于應用傳感器技術(shù)。發(fā)明的每一種測量大腦活動的新方法（包括頭皮電極、磁共振成像和植入大腦皮層表面的微芯片）都為了解我們所有器官中最復雜、最人性化的結(jié)構(gòu)帶來了重大幫助。大腦本質(zhì)上是一個電器官，這一事實加上它的膠狀稠度帶來了一個棘手的技術(shù)問題。2010年，我與霍華德?休斯醫(yī)學研究所（HHMI）的頂尖神經(jīng)科學家開會探討了如何利用先進的微電子技術(shù)發(fā)明一種新型傳感器。我們的目標是：在任何給定的極少量腦組織中，同時監(jiān)聽成千上萬個神經(jīng)元之間的電對話。