绘制人类大脑图谱有何困难？
目前，科学家已经完成了实验鼠的三维大脑图谱，但人脑图谱难度更大——科学家估计，鼠脑有几千万个神经元，猴脑有数十亿个，人脑约有860亿个。而完成人脑成像，绝不是解决加法机器的难题。成像后的海量数据，对存储和分析带来极大挑战。据估算，人脑的数据量相当于约20万部4K高清电影。就连中国最强大的超级计算机“神威太湖之光”，一组人脑数据也要塞满。
为什么有的大脑能看到宇宙奇妙的规律，有的大脑能创作出令人着迷的音乐和画作？记忆和意识是如何产生的？为揭开大脑的奥秘，中国科学家计划为人类大脑错综复杂的神经元和血管绘制出最详细的三维“地图”。
主导此项研究的海南大学校长、华中科技大学苏州脑空间信息研究院首席科学家罗清明表示：“我们希望像发展‘两弹一星’那样启动‘中国脑计划’。”罗清明说，“一旦有足够的经费支持，我们集中力量，也许5到10年内就能获得详细的人脑图谱。”
据了解，脑科学与类脑研究已列入“十三五”国家重大科技项目。
未来将推动类脑人工智能的发展
虽然国际学术界认为绘制详细的脑图十分重要，但目前尚未取得任何成果，因为这项研究难度极大，跨学科范围非常大。这个庞大的工程，就像给一座由近千亿棵树组成的巨大森林拍一张立体照片，需要看清整座森林，看清每棵树上的每根树枝、每片树叶。
罗清明说：“人类缺乏观察大脑的手段，只见树木不见森林。我们需要提供新的观察手段，获得人脑的清晰地图，看看神经网络是如何连接的。这将有助于分析脑疾病的机制，推动类脑人工智能的发展。”
“大脑连接和活动在时间和空间上不断演化，给分析脑功能带来很大挑战，但我们有理由相信，大脑功能和活动依赖于最基本的细胞单位，就像电路网络依赖于其最基本的单元——电子元件一样。不同类型的神经元是分析脑功能的基础胡特尔，是诊断和治疗脑疾病的重要依据。”罗清明说。
52岁的罗清明是湖北蕲春人，出生在农民家庭，求学经历艰苦。上世纪90年代，在美国留学期间，从事光电子研究的罗清明在国际上首次利用近红外光学成像技术探测大脑活动，他发明的这项技术获得美国专利。1997年，罗清明放弃国外优越条件，回到母校华中科技大学。
借助华中科技大学的多学科优势，罗清明仅用20万元的经费和25平方米的实验室就启动了脑研究项目。他说，这是一项真正多学科的研究，需要有生物、化学背景的人员来制备样品；需要光学、力学、控制等工程技术人员来开发成像仪器；需要计算机人才来处理大数据并展示结果。
“脑组织像豆腐一样软，脑样本的固定和脑内神经、血管的标记非常困难，仅脑样本制备这一难关，我们就花了三年时间才攻克。”罗清明说。
那几年胡特尔，罗清明承受着巨大的压力，不知道何时才能拿出成果，但他始终带领团队坚持不懈。经过8年的努力，罗清明团队终于研发出显微光学切片断层扫描系统，拍摄了小鼠大脑的黑白图谱，2010年底发表在《科学》杂志上，并入选2011年“中国科学十大进展”。之后，他的团队不断突破，拍摄了小鼠大脑的彩色图谱。后来，图谱的色彩越来越丰富，显示的内容也越来越细致，大脑结构的美感让艺术家们惊叹不已。
力争率先完成人脑精准扫描
2016年，罗清明团队获得江苏省、苏州市及苏州工业园区的支持，获得4.5亿元投资，成立苏州脑空间信息研究院，进行脑图谱的产业化绘制。
在研究所洁净实验室里，科研人员用树脂包裹小鼠大脑kaiyun下载app下载安装手机版,，形成胶囊大小的“琥珀”。成像仪的金刚石刀片将浸泡在溶液中的小鼠大脑标本切成1微米厚的薄片，边切边拍照。一个小鼠大脑被切成约1万层，最终合成三维大脑图谱。
“我们在实验小鼠上取得成功，现在正在向更高级、更复杂的灵长类动物发起挑战，力争在国际上率先完成对人脑的精确扫描。”苏州脑空间信息研究院副院长李安安说。
罗清明称，计算是目前最大的技术瓶颈，人脑图谱的绘制仍需等待技术的发展。
罗清明团队曾入选参与美国脑计划，也为欧盟等国的脑计划提供数据。但罗清明希望中国能尽快启动自己的脑科学计划。他表示：“这项研究非常值得，将产生百倍以上的回报，可以促进儿童教育，推动抑郁症、帕金森病、阿尔茨海默病等脑部疾病的诊治。特别是在中国进入老龄化社会后，这项研究对于延缓老年病、提高老年人生活质量具有重要意义。”据新华社报道
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人类的大脑为何如此难以研究？
我们可以探索时间如何开始、宇宙如何终结等问题，但我们始终无法理解大脑本身是如何运作的。这是为什么呢？
据外媒报道，在美国杜克大学认知神经科学研究中心的斯科特·胡特尔看来，这个问题的标准答案应该是：“在我们所知的宇宙中，人脑是最复杂的物体，正是这种复杂性使得我们无法在现实中模拟出简单而准确的模型。”据悉，人脑与动物大脑有很大不同，人脑九成都是神经胶质细胞，但其他动物大脑中神经胶质细胞的比例极低，而大多数动物大脑中神经元的比例较高，这给人类科学家研究大脑带来了很大困难。
此外，赫特还认为，脑科学研究最大的障碍应该是目光短浅，因为神经科学家在进行脑研究时，无法突破自身大脑（经验）的限制。赫特说：“人类的大脑充满了860亿个神经细胞，这些神经细胞通过错综复杂的神经网络相互连接。一个经常影响我们研究的缺点是，我们常常认为我们可以根据自己的经验来理解大脑。事实上，我们的主观经验无法指导我们理解大脑是如何运作的。”
近年来酷24体育,，科学家已经能够使用各种脑成像技术，例如功能性磁共振成像，来观察大脑的活动并确定神经元群的工作方式。通过这些技术，科学家已经准确地确定了人类大脑中负责某些功能的神经中枢，例如逃离危险情况、处理视觉信息、做梦和存储长期记忆。然而，科学家们还未能弄清楚这些神经网络如何协同工作以实现这些功能。
梦见处理事情还是回归零？
一些科学家表示，大脑以梦的形式处理复杂的情绪和日常经历，而另一些人则认为，这是大脑重置信息的一种方式，就像计算机一样。最近的一项研究发现，做梦可以帮助我们缓解疼痛。智商较高的人更容易做梦，白天小睡一会儿可以让人精力充沛，对工作更加热情。
大脑由左右脑组成胡特尔，左右脑相互对称，左右脑协同工作，左脑重于理性思考，善于推理，逻辑性强；右脑重于感性思考，善于创新，跳跃性强。有趣的是，如果你捏住左脚趾，右脑会感觉到疼痛。此外，它们还会对任何倒置的图像“拨乱反正”。也就是说，如果视网膜接收到的图像是倒置的，当视神经将图像信息传递到大脑时，大脑会自动将图像颠倒过来。更不可思议的是，人即使只有半个大脑，也能生存下来。
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