2018年的脑科学，要研究什么

人脑是人体最复杂、最神秘的器官，无数科学家努力揭开冰山一角。

21世纪是脑科学的时代。为了进一步了解大脑，关于监控大脑活动的研究正在如火如荼地进行，并在学术界和企业界掀起了一股淘金热。《科学美国人》杂志在最近的一份报告中指出，科学家将在2018年继续深化脑科学领域的研究。该领域最有前景的三项技术是神经尘埃、大脑分型和微型大脑。

神经尘:神经元和外部数字世界之间的“桥梁”

2016年1月，美国国防部高级研究计划局(DARPA)宣布投资6500万美元启动“神经工程系统设计”(NESD)项目，该项目旨在开发一种可植入系统，实现大脑和数字世界之间的精确通信。该接口可以将大脑神经元的电化学信号转换成信息技术语言的0和1。这项研究有望提高科学家对视觉、听觉和语言的神经学基础的理解，并最终为神经缺陷患者带来新的治疗方法。

程序的第一步是监控神经元的电化学信号。美国国防高级研究计划局表示，如果能同时监测100万个神经元的电化学信号，那就足够了。出于这个原因，美国布朗大学的科学家们正在开发一种盐粒大小的“神经颗粒”，其中含有检测神经元放电的电极等。所有这些都是通过射频天线实现的。

加州大学伯克利分校工程和计算机科学教授米歇尔·马哈比斯开发的“神经尘埃”已经能够做到这一点。2016年，他和他的同事在一项老鼠研究中报告说，这些微型无线设备可以监控神经元的“每一个动作”。该团队的主要科学家都加入了埃隆·马斯克的初创公司“Neuralink”，它是越来越多的脑科学初创公司的领导者。

现在，马哈比斯的团队正试图让“神经尘埃”接收外部信号，并让神经元以特定方式放电。马哈比斯说，“神经尘埃将是迄今为止开发的最小的刺激器。”

最后，科学家希望能够通过这个装置获得神经代码——例如，让这些装置传输瘫痪病人行走所需的精确代码。他们也在破译理解口语的神经密码。尽管上述研究可能会引发一些伦理问题，但专家表示，这类问题在神经科学领域并不罕见。

大脑打字:将想法转化为文本

马斯克当然不是唯一对人脑感兴趣的亿万富翁。Facebook也在全速推进其“无声演讲”计划。

负责该项目的神经科学家马克·舍弗勒说，很少有人在工作中使用语音助手，因为人们不喜欢在别人面前大声说出他们想说的话。但是如果你能直接从大脑中打字，你就可以不用说就能很快把你的想法转换成文本。此外，早期的测试告诉我们，这不仅仅是科幻小说中的一个情节。舍弗勒说:“那里有一个信号。你可以用它。”

脸书的高级技术中心已经运行“思维驱动打字”项目两年了。2016年，舍弗勒离开约翰·霍普金斯大学加入了这个团队。2018年，该项目预计达到每分钟100字的打字速度，将想法转化为文本，比现在的BCI快20倍。据报道，目前“思维打字”的记录是每分钟8个字，需要使用植入电极。

舍弗勒说，他的团队将做两件事来实现这个目标。一个团队致力于开发能够读取高质量神经数据的无创技术。另一个团队致力于脑科学，尤其是更好地掌握语言和表达机制。

人脑器官:慢慢撕掉“迷你”标签

五年前，奥地利科学家发现了一种利用干细胞培养人脑组织的方法，从那以后，人脑器官取得了惊人的进步。目前，许多科学家正在利用人类干细胞创造三维器官，这些器官可以发育成功能性神经元、大脑皮层和其他模拟全尺寸器官的结构。

制造大脑器官的技术发展很快。2017年12月，研究人员只花了几周而不是几个月的时间来启动这个过程并创造大脑器官。我们有理由期待2018年有更接近现实的突破。

大脑器官对于研究大脑和脑部疾病非常重要。例如，由遗传性精神障碍(如精神分裂症)患者的干细胞制成的大脑样器官有望揭示这些患者大脑发育的问题。

尽管如此，科学家指出真正值得我们期待的是以下两大技术进步。一种是向类似的器官供血。据报道，哈佛大学的乔治·丘奇已经这样做了，但是还没有公开发表研究结果。“血管化”可以使大脑器官的直径略大于当前的四分之一英寸。也许它可以摆脱“迷你”标签，成为一个培养大脑的真正成熟的实验室。

第二是给大脑器官一个感觉输入(也许通过视网膜)。谣传一个实验室成功了。理论上，这可能会给这些小大脑器官带来经验。

脑科学作为科学技术的一个新的“前沿”，它的进步不仅关系到人类的健康和福祉，也关系到未来的生产力，有望深刻地改变社会。2018年可能是见证奇迹的时候。