摘要：多種學(xué)科為神經(jīng)科學(xué)做出貢獻(xiàn)。對(duì)正常的心智功能如學(xué)習(xí)和記憶，以及異常功能如抑郁精神分裂和阿爾茨海默病，遺傳學(xué)鑒定了與之相關(guān)的基因。

大腦的未來，在作者的描述之下，真是一個(gè)令人興奮又令人擔(dān)憂的未來。——蒲慕明

我是一個(gè)神經(jīng)科學(xué)家，也就是說，我在研究腦如何工作。就像其他許多神經(jīng)科學(xué)家一樣，我做這門學(xué)問，是因?yàn)槲蚁嘈旁诜肿?、?xì)胞和系統(tǒng)層次探索“腦如何工作”，我們可以對(duì)思維如何運(yùn)作有些理解。對(duì)我來說，這是一個(gè)科學(xué)家或任何一個(gè)追尋真理的人所能提出的最有意思，也是最重要的問題之一了。然而，我們這些神經(jīng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的不僅僅是對(duì)世界被動(dòng)的認(rèn)識(shí)，這些知識(shí)也提供了可能預(yù)測(cè)、改變和控制意識(shí)的精密技術(shù)。

當(dāng)然，對(duì)于很多神經(jīng)科學(xué)家來說，叩問腦如何工作，即探究心智是如何工作的。因?yàn)樗麄冋J(rèn)為，人類心智理所當(dāng)然地寓于這1500g 緊密堆砌的細(xì)胞和神經(jīng)連接所組成的腦中。這個(gè)問題不僅涉及科學(xué)，還關(guān)乎上千年來的哲學(xué)、宗教和詩(shī)歌——在此刻，讓我繼續(xù)解釋作為一個(gè)神經(jīng)科學(xué)家到底意味著什么吧。關(guān)于心智如何工作，我個(gè)人尤其感興趣的是人類怎樣學(xué)習(xí)和記憶—— 這既令人著迷，又重要，并且具有神秘的一面?；蛘撸鼫?zhǔn)確地說，是什么樣的過程在腦中上演，使得學(xué)習(xí)與記憶得以產(chǎn)生。為了研究這個(gè)問題，我應(yīng)用了各種技術(shù)：因?yàn)槟X工作的方式，其他動(dòng)物和人類在很多方面幾乎一樣，所以可以在動(dòng)物學(xué)習(xí)新技能和任務(wù)時(shí)對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究腦內(nèi)部發(fā)生的分子和細(xì)胞生物學(xué)過程。同時(shí)我也使用了一種特殊的新成像技術(shù)，作為窺視在學(xué)習(xí)和回憶過程中人腦（包括我自己的）的一扇窗口。

從個(gè)別神經(jīng)元中特定分子的性質(zhì)，到數(shù)億個(gè)細(xì)胞的電學(xué)和磁學(xué)行為；從顯微鏡下觀察單個(gè)細(xì)胞，到研究動(dòng)物行為—— 這就是神經(jīng)科學(xué)的范疇，也是使神經(jīng)科學(xué)成為一個(gè)較新學(xué)科的原因。自有記錄的科學(xué)活動(dòng)之初，科學(xué)家就已開始對(duì)腦和行為進(jìn)行探索。但直到近來，分子還是化學(xué)家在研究，細(xì)胞集群的性質(zhì)由生理學(xué)家檢測(cè)，心理學(xué)家則闡釋活體動(dòng)物的行為。直到20 世紀(jì)末，才開始將這整個(gè)“七巧板”拼接起來。

作為對(duì)腦研究進(jìn)展的回應(yīng)，美國(guó)政府將20 世紀(jì)90 年代定為“腦的十年”（The Decade of the Brain）。大約4 年之后，歐洲人不太情愿地宣布了自己的10 年，因此當(dāng)我寫這本書的時(shí)候，這個(gè)10 年正將結(jié)束。拋開正式的宣定不說，近幾年神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的大規(guī)模擴(kuò)張已使很多人建議，21 世紀(jì)的頭十年應(yīng)被稱為“心智的十年”（The Decade of the Mind）。借助人類基因組計(jì)劃的規(guī)模和技術(shù)成就，理解甚至解碼腦和心智之間復(fù)雜交錯(cuò)的聯(lián)系已被視為科學(xué)最后的前沿。人腦是宇宙間更為復(fù)雜的已知現(xiàn)象，它擁有上千億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞及它們之間百萬(wàn)億個(gè)相互連接點(diǎn)，且不說約60 億個(gè)這樣的腦之間還會(huì)產(chǎn)生互動(dòng)，而這些腦的主人又生活在地球生態(tài)系統(tǒng)的科技社會(huì)文化之中！

如今來自全球范圍的研究力量已經(jīng)注入神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域—— 主要來自美國(guó)，但歐洲地區(qū)和日本也緊隨其后，使神經(jīng)科學(xué)從傳統(tǒng)的“小學(xué)科”變成了一項(xiàng)涉及眾多研究團(tuán)隊(duì)，吸納政府（包括其下的軍事單位）和制藥業(yè)上億投資的大產(chǎn)業(yè)。結(jié)果，像解剖學(xué)、生理學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和行為學(xué)這些曾經(jīng)截然不同的領(lǐng)域，如今都包容在“神經(jīng)生物學(xué)（neurobiology）”中。然而，神經(jīng)生物學(xué)的“野心”還更大，它開始觸及生物學(xué)、心理學(xué)和哲學(xué)之間久負(fù)爭(zhēng)論的領(lǐng)域。因此，“神經(jīng)科學(xué)（neurosciences）”這個(gè)無(wú)所不包的詞語(yǔ)應(yīng)運(yùn)而生—— 這個(gè)詞語(yǔ)作為復(fù)數(shù)出現(xiàn)是很重要的。每年有3 萬(wàn)以上的研究人員匯聚在美國(guó)少數(shù)幾個(gè)足夠大的會(huì)議中心舉行美國(guó)神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)的年會(huì)，研究同一個(gè)對(duì)象——腦，以及其正常與異常的功能。盡管如此，他們?nèi)允窃诓煌膶用骈_展研究，使用了多種不同的研究模式、選題思路和實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

多種學(xué)科為神經(jīng)科學(xué)做出貢獻(xiàn)。對(duì)正常的心智功能如學(xué)習(xí)和記憶，以及異常功能如抑郁、精神分裂和阿爾茨海默病，遺傳學(xué)鑒定了與之相關(guān)的基因。由物理學(xué)和工程學(xué)帶來的腦成像系統(tǒng)如正電子發(fā)射斷層掃描術(shù)（positron emissiontomography, PET）、功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging,fMRI）、腦磁圖（magnetoencephalogram, MEG）等，打開了一扇觀察腦的新窗口。僅從這些成像系統(tǒng)的縮寫上難以直接看出這些裝置的強(qiáng)大功能，它們提供了對(duì)活體腦內(nèi)動(dòng)態(tài)電活動(dòng)的深入理解。信息科學(xué)領(lǐng)域已有人宣稱能為腦的運(yùn)算過程建立模型，甚至在計(jì)算機(jī)的人造世界里模擬腦功能。

還有一點(diǎn)有意思的，神經(jīng)學(xué)家?guī)缀醣贿@些超乎尋常的新技術(shù)灌醉了，他們開始要占領(lǐng)人類最終的未知領(lǐng)域—— 意識(shí)及其本質(zhì)。過去10 年間，已有幾十本猜想性的書，將“意識(shí)”這個(gè)詞以不同方式放在書名上；還有一個(gè)稱為《意識(shí)研究》的期刊，而亞利桑那州的Tucson 更定期召開“意識(shí)論壇”。但我還是有些懷疑，我會(huì)試著去解釋，為什么作為神經(jīng)科學(xué)家，我們對(duì)了解“意識(shí)”這個(gè)大問題并不會(huì)有太大的貢獻(xiàn)。這也是為什么多年前維根斯坦（Wittgenstein）曾說：咱們較好保持沉默。

開這樣一個(gè)“意識(shí)論壇”意味著我們對(duì)理解意識(shí)的框架，甚至意識(shí)這個(gè)詞的定義是什么，已達(dá)成某種共識(shí)。事實(shí)并非如此。神經(jīng)科學(xué)的急速發(fā)展，帶來了從亞分子到整體腦的各個(gè)層面多得難以想象的數(shù)據(jù)、現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。我非常關(guān)心的問題是如何將這些大量的信息銜接、融合到一個(gè)貫通各層面的腦理論中。腦充滿了表面矛盾的現(xiàn)象，因?yàn)樗且粋€(gè)固定的結(jié)構(gòu)，同時(shí)又具有一套動(dòng)態(tài)的、有些相關(guān)又有些獨(dú)立的過程。其性質(zhì)（或稱“功能”），既可以被定位，同時(shí)又彌散—— 寓于小的細(xì)胞集群中，或是整套系統(tǒng)工作的某些側(cè)面。盡管我們對(duì)某些集群在分子水平的特性有部分了解，但對(duì)它們?nèi)绾闻c更大的神經(jīng)系統(tǒng)圖景相關(guān)聯(lián)，我們只是一知半解。

我們自詡神經(jīng)科學(xué)家，這個(gè)稱號(hào)并無(wú)助于把零散的見地拼接起來，產(chǎn)生一些“大統(tǒng)一理論”。解剖學(xué)家，在50 萬(wàn)甚至更高的放大倍數(shù)的水平，為一個(gè)個(gè)神經(jīng)元成像。分子生物學(xué)家為各種特定的分子在細(xì)胞中定位，他們把腦看作一個(gè)復(fù)雜的線路圖，經(jīng)驗(yàn)可以通過改變特定的通路和相互連接被編碼。而電生理學(xué)家和腦成像學(xué)者所看到的，是20 世紀(jì)初神經(jīng)生物學(xué)發(fā)展初期Charles Sherrington 所說的那個(gè)動(dòng)態(tài)的、變換不息的電波造成的“迷人的幻影（an enchanted loom）”。神經(jīng)內(nèi)分泌學(xué)家認(rèn)為，腦的功能持續(xù)被一股股激素所調(diào)制，從類固醇到腎上腺素，神經(jīng)調(diào)質(zhì)輕柔地從每個(gè)神經(jīng)元的身邊流過，改變著它們的受體，使之迸發(fā)出活力。究竟怎樣才能把上述這些不同的視角融成一個(gè)貫通的整體？ —— 更不用說把神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室中得來的那些“客觀的”現(xiàn)象聯(lián)系到我們?nèi)粘Ｉ畹闹饔^經(jīng)驗(yàn)上。我們已經(jīng)走出了“腦的十年”，也已走過了所謂“意識(shí)十年”的半程，卻依舊是數(shù)據(jù)豐富而理論匱乏。

我們的知識(shí)雖破碎，卻終究十分驚人。當(dāng)然，F(xiàn)rancis Bacon 在西方科學(xué)誕生時(shí)便指出知識(shí)就是力量。就和新遺傳學(xué)一樣，神經(jīng)科學(xué)不只是探索腦與意識(shí)過程，也關(guān)系到怎樣操控它們。也就是說，神經(jīng)科學(xué)和神經(jīng)技術(shù)密不可分。這也是為什么，神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展不能脫離其所處的社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景，其中最主要的就是追尋用于個(gè)體的基因或藥物療法。

顯而易見，心智和腦的損傷或異常給人類帶來了巨大的痛苦。西方工業(yè)社會(huì)的老年人群中，由看來不可逆轉(zhuǎn)的腦細(xì)胞死亡和精神機(jī)能喪失所導(dǎo)致的阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease）已是社會(huì)越發(fā)沉重的負(fù)擔(dān)。到2020 年，在英國(guó)可能會(huì)有100 萬(wàn)人將患阿爾茨海默病?，F(xiàn)在已知有些基因的突變和各種環(huán)境誘因是使患病風(fēng)險(xiǎn)增加的因素，而已有的治療方法只能緩解癥狀。亨廷頓?。℉untington’s disease）較少見，它是單個(gè)基因異常的結(jié)果。帕金森病（Parkinson’s disease）較為普遍，現(xiàn)在的關(guān)注點(diǎn)是怎樣用各種基因療法減輕癥狀。

除了這些有較清楚的神經(jīng)病學(xué)和神經(jīng)化學(xué)表征的腦疾病外，還存在著一些更為廣泛而棘手的疾病。例如，蔓延全世界的抑郁癥，被世界衛(wèi)生組織（WHO）認(rèn)定為21 世紀(jì)的主要疾病。僅僅為了緩解（還不是治愈）抑郁癥，每年要生產(chǎn)并銷售成噸的精神類藥物生產(chǎn)與銷售。“百憂解”（prozac）雖然更為人所熟知，但它只是幾種與神經(jīng)遞質(zhì)血清素（serotonin）系統(tǒng)相互作用以達(dá)到療效的藥物之一。很少有人會(huì)問為什么如今確診為抑郁癥的病例數(shù)量會(huì)如此飆升？也許人們是怕發(fā)現(xiàn)毛病并不出在個(gè)人，而是源于社會(huì)和人類整體精神的問題。但是大多數(shù)的注意力都集中在個(gè)人腦子和身體里發(fā)生的變化。目前的藥物治療還只是經(jīng)驗(yàn)性的，而神經(jīng)遺傳學(xué)家已經(jīng)提出可以確認(rèn)致病的特定基因，可以與制藥業(yè)聯(lián)手，為每一個(gè)人量身打造一些（“合理的”）藥物—— 即所謂精神藥物遺傳（psychopharmacogenetics）。

然而，神經(jīng)技術(shù)的雄心還不止于此。這些技術(shù)植根于狂熱的還原論，后者認(rèn)為大量的各種社會(huì)問題和個(gè)人疾病均源于腦功能障礙，而這些障礙又是基因出錯(cuò)的結(jié)果。權(quán)威的《美國(guó)精神疾病診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》（Diagnostic and Statistical Manual, DSM）現(xiàn)在加入了很多新疾病類別，如“對(duì)立違抗性障礙（oppositional defiance disorder）”、“破壞性行為障礙（disruptive behaviour disorder）”及最臭名昭著的“注意力缺乏多動(dòng)癥（attention deficit hyperactivity disorder， ADHD）”，據(jù)估計(jì)近10% 的孩子（主要是男孩）患有ADHD。這種“疾病”體現(xiàn)于孩子在學(xué)校里表現(xiàn)不好、無(wú)法集中注意力聽講或聽從父母的管教。一般認(rèn)為，這是源于與另一種神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺相關(guān)的腦功能紊亂，處方藥物是一種名為利他林（ritalin）的安非他明類似物。利他林正在被全世界廣泛使用，據(jù)說沒有接受治療的孩子更有可能犯罪，而關(guān)于“犯罪與反社會(huì)行為的遺傳學(xué)”的文獻(xiàn)資料越來越多。這是一種對(duì)個(gè)人疾病合適的醫(yī)學(xué)精神病學(xué)的診斷治療思路嗎？或者說，這只是一種簡(jiǎn)單的敷衍，以免叩問學(xué)校、家長(zhǎng)和教育背后更廣闊的社會(huì)面？

借此，神經(jīng)遺傳學(xué)與產(chǎn)業(yè)的復(fù)合體已不斷壯大。當(dāng)前分子生物學(xué)家面對(duì)著人類基因組計(jì)劃的結(jié)果，已開始從遺傳決定論的立場(chǎng)上退縮。心理測(cè)試學(xué)家與行為遺傳學(xué)家和那些與他們有時(shí)合作、又有時(shí)對(duì)立的演化心理學(xué)家，宣稱人類信仰、意愿與行動(dòng)——這些原本無(wú)法被生物學(xué)解釋的現(xiàn)象——都具有遺傳基礎(chǔ)。不僅關(guān)于智能、成癮、攻擊性這些老生常談的問題，且連政治傾向性、宗教虔誠(chéng)性和中年離婚可能性都在從社會(huì)和（或）個(gè)人心理范疇轉(zhuǎn)移到生物學(xué)的領(lǐng)域。這些轉(zhuǎn)移伴隨著治療、改變和操控它們的可能性。20 世紀(jì)30 年代，Aldous Huxley 在《美麗新世界》（Brave New World）一書中提供了一劑萬(wàn)靈藥，它稱為“索麻（Soma）”，可以消除一切痛苦。今天的“美麗新世界”將有多種精心設(shè)計(jì)的神經(jīng)藥物，消費(fèi)者可以選購(gòu)（所謂可以提高認(rèn)知能力的“聰明”藥），或者由政府提供（如用于行為控制的利他林）。

這些都是正在嶄露頭角的神經(jīng)技術(shù)，目前雖然粗糙，但會(huì)逐步變得精細(xì)。在當(dāng)前工業(yè)社會(huì)背景下，它們的發(fā)展和運(yùn)用就像新遺傳學(xué)那樣，造成一系列醫(yī)學(xué)、倫理、法律和社會(huì)的重要問題。我們需要盡早正視這些問題。舉些實(shí)際的例子：如果聰明藥（曾稱為“腦興奮劑”）被開發(fā)出來，吃了它可以順利通過考試，這意味著什么？對(duì)遺傳上有阿爾茨海默病傾向的人，是否應(yīng)該給予終身的“神經(jīng)保護(hù)劑”？如果診斷出ADHD 真的能預(yù)示日后的犯罪行為，我們能讓孩子在童年期一直服用利他林或其他相關(guān)的藥物嗎？如果他們的犯罪傾向可以通過腦成像的方式判定，是否應(yīng)當(dāng)在某人切實(shí)犯下罪行之前采取預(yù)防性措施？

更根本地，不斷發(fā)展的神經(jīng)科學(xué)和神經(jīng)技術(shù)對(duì)我們每個(gè)人的責(zé)任感和人格會(huì)有怎樣的影響？它們對(duì)法律、道德系統(tǒng)及司法又會(huì)有多么深遠(yuǎn)的影響？作為神經(jīng)科學(xué)和信息科學(xué)的產(chǎn)物，人機(jī)接口（cyborgery）的飛速發(fā)展將如何影響我們的生活和思維方式？這些不僅僅是與少數(shù)人有關(guān)或科幻小說中的問題，我們也不是在討論遙遠(yuǎn)未來那奇妙的人類克隆，而是在未來10 ～ 20 年，我們和孩子所面對(duì)的越來越突顯的前景和問題。因此，另一個(gè)合成詞走進(jìn)了我們當(dāng)前的話題—— 神經(jīng)倫理學(xué)（neuroethics）。

這些都是我在45 年的神經(jīng)科學(xué)研究生涯中一直探討的問題，這些問題也是我在《大腦的未來——神經(jīng)科學(xué)的愿景與隱憂》一書要正視與解決的。

究竟腦的未來是什么？我的意思是，我們目前對(duì)“理解”腦有多大希望？我們能否在時(shí)間和空間上把腦—— 這個(gè)四維、多層次的七巧板—— 拼接起來？這一步是在真正破解腦和心智的聯(lián)系—— 更好地理解這兩種迥異語(yǔ)言之間的翻譯法則—— 之前所必需的。在操控神經(jīng)系統(tǒng)的技術(shù)日益強(qiáng)大的未來，我們所有人的腦和心智將會(huì)是怎樣的？

本文由劉四旦摘編自（ 英）羅斯（ Rose, S.） 著，尚春峰、許多譯《大腦的未來：神經(jīng)科學(xué)的愿景與隱憂》一書“1 ?愿景與危機(jī)”，標(biāo)題為編者所加，有刪減。

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