主题：人脑联络图-- 不是小炉匠搞到的那种 -- 小炉匠

晚饭后小睡一会，头脑异常清晰。坐在安静的书房里，一杯香茗在手。还是远离尘世，远离那喧闹的互联网，写点与功名利禄无关的东西吧。贴在这里，望各位喜欢。2007 年 11月

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人脑联络图

小炉匠

人脑子里大约有一千亿个神经细胞，百分之六七十住在大脑皮层里。这么多神经细胞互相连接，传递信号，构成了一个复杂无比的网络。因为这个网络的活动是我们思想意识的源泉，它常被人们称之为宇宙中最复杂的系统。

把皮层里的神经电线（轴突，树突）一根根接起来可以从地球连到月亮。在芝麻大小的一块（1 立方毫米）的皮层组织里，含有有几公里长的轴突和树突。有这么多电线，细胞间的连接方式一定很复杂，不知道包含有多少密秘。因此就有喜欢大工程大战役的人提出在人类基因工程基本完成后，下一步目标就是要搞清大脑皮层里神经线路的结构。摩仿人类基因工程（human genome project）这个名字，有人还搞出了个吸引人的名字“人脑联络图工程”（human brain connectome project）。

这人脑联络图可绝对不是小炉匠可以搞到的。轴突树突细到微米以下，细的部分比光的波长都短，只有用电子显微镜才能看见。目前的电镜要能看清楚一定要切很薄的片，这样几毫米厚的皮层就可能要切成几十万片，然后在每一片中把千万根轴突，树突一根根标记好，最后把每片中标记好的轴突树突在几十万片切片中一片片地对起来，才能搞清每根电线的走向和接点。

其实在1980年代，就有人突发奇想要搞清一个神经系统的全部连线。当时看电镜片子完全靠人工，由于工程的艰巨选用了一个很简单的动物标本，线虫（C. elegans)，只有270个神经细胞。这工作于1986年发表，文章长达340页，厚厚的一大本。我那时侯刚当学徒，帮着导师给研究生开讨论课，大家一步一步地阅读讨论这篇文章，曾被其深深地震撼。

到了今天技术已经发展了。由德，美两个小组合作，制成了大尺度的超薄切片机和专门看大片的电镜。即使如此，要读出那切出来的大批片子还是为人力所不可及，只能以毒功毒，靠专门设计的机器脑（神经网络）来读片。这机器脑可以在人的指导下不地断学习，纠正错误，最后达到高度可靠和独立地看电镜片子，24小时连续工作。

在今年(2007)刚刚闭幕的神经科学年会上，一位科学家演讲时放了一段“大脑联络图”的电影。这虽只是一个缩影，只有头发丝那么粗，纸那么薄的一小片组织。电影中神经细胞之间那错综复杂,盘根错节的三维连系，配着悸动的现代音乐，在巨大的屏幕上一步一步地展现出来。全场万众被这宏伟的图像感动得欢声如雷，即使在看不见演讲者的分会场，观众也对着电影屏幕报以长时间的热烈掌声。

外行看热闹，内行看门道。炉匠挤在这如醉如痴的大众之中，除了感到文革运动般的狂热，还想到些什么呢？

这 个计划最大的弱点是只能造出一张地图. 一张城市地图虽然可以包括很多信息，但却并不能给出每一个街区，每一个大院，每一盏灯光之下正在发生的故事。大脑皮层里有上千万亿个突触，即细胞和细胞之间的联系点。随着我们的所闻所见，随着我们心猿意马的思想，每一个突触都在不断地变化，联系强度加强或减弱，用这种方法记录下我们的思想，并用这个记录来处理新的信息。在组织被固定，准备电镜切片的一瞬间，发生在突触上的所有故事会嘎然而止，只留下考古遗迹般的痕迹。

要想知道这些突触上正在发生的故事，就必须看到他们的动态变化，也就是说在地图变化之后要再做一张，才能找出因为思想造成的变化。每秒钟要做几百张这样的地图才能赶上我们犹如电光石火般的思维。组织切片了就不会再有活动，因此要看动态地图一定要有先进的影像技术而非先进的电镜技术。

最后，让我们假定所有技术困难都能克服，我们可以随心所欲地看到大脑皮层里产生思维的一切活动。那么是不是就能揭开思维的秘密了？答案很可能是不行。因为包含的信息量太大了，远远超出人类大脑所能理解的容量。可能对人类思维过程的最后理解发生在机器里。争论人类能不能理解自己的大脑，对许多人来讲已经是个过时的哲学问题，现在时髦的讨论是，还要有多久人脑就可以被硅文明理解。或者说，什么时候能把人类的全部文明上传到互联网上。

有没有相关链接啊？

http://www.newscientist.com/channel/opinion/mg18825251.000

小电影

http://video.google.com/videoplay?docid=1557674632701895436

俺是搞硅文明的

主要想知道这位科学家的工作

人脑联络图是通用的吗？就是说微米级轴突树突的连接方式在每个人的大脑中都是一样的吗？如果不是，另一方面又不能做动态观测，这样的工程有什么研究或应用上的价值呢？

机器无法理解机器本身的结构原理，这是工程界公认的原理。

“人脑联络图是通用的吗？就是说微米级轴突树突的连接方式在每个人的大脑中都是一样的吗？如果不是，另一方面又不能做动态观测，这样的工程有什么研究或应用上的价值呢？ ”

人脑理论有两个最基本的假说：其一说对一个已知的功能，必有一个精确的神经线路。换言之当你认知你祖母的相片时，必有一群“grandmother cells”活跃，这群神经细胞间有经确的神经线路(用"grandmother cells"喂鸡[wiki]一下)。

另一假说是，在几乎随机相连的神经线路里可以通过学习形成有特定功能的线路，同一功能可以有完全不同的神经线路。换言之，看同一朵红花你我脑中的神经活动可以很不一样，但通过约定成俗，我们都认为所看到的是一朵红花。

两种假说都有证据，但只有靠搞清大脑联络图才可以真正明白在那些地方，哪种尺度下哪种假说是正确的。

对一个系统的结构测准了，那就是一个白箱，来龙去脉都可以解释，也就是牛顿体系。

当结构机制无法测准，那只有通过输入一个参数，然后看输出的参数，就此来推测其运行机制并利用这个系统，这是一个黑箱操作。凡是要用黑箱操作来定义一个系统的话，本身就测不准。

当大量白箱系统同时合作工作时（或者单一白箱系统在任意多的地点可能同时出现），尽管你理解每个白箱的工作原理，但无法探测到它们整合在一起的状态（或无法确定其位置），因为要做到这一点，你必须拆开这个联系或加入极多观察点以致于观察仪器本身引入误差，这样一来你将无法测准。

所以大量白箱组成的系统因为空间或数量的限制导致观测不准而变成了黑箱系统。

如果绝对测准就是完美，没有必要反馈了。对自己不了解，只能用黑箱操作法。

测不准在现实中问题不大，解决之道是反馈，也就是学习。输入参数，看输出参数来决定下一步行动（这下一步本身又成了输入参数）。

摸着石头过河就是知道自己测不准采取的策略。

当我说我这个词的时候，我意识到我的存在，如何用神经生理来定义“我”这个词？

多出精品。