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選文|孫強(qiáng)

翻譯整理|孫強(qiáng) 佳靈

作者|Kenneth D. Miller

沿著進(jìn)化之路，一些原始人類也許是最早具有認(rèn)知能力的動物，他們能理解死亡總有一天會到來。作為人類我們能認(rèn)識并且要面對這一點(diǎn)（死亡總會到來）。很多人從宗教那兒得到慰藉，因?yàn)樽诮坛兄Z離開這個世界生命還會在另外的世界存在，但是另外一些人則孜孜以求，希望在這個世界上能逃離死亡。這些希望，從龐塞·德萊昂（Ponce de León）尋找青春之泉（Ponce de León是西班牙探險家，為了尋找青春之泉，又名不老泉，結(jié)果到達(dá)了今天的佛羅里達(dá)——譯者注）到現(xiàn)在流行的低溫保存法，都不可避免地被證明是假的。

近來，有個說法很有吸引力，就是相信你死亡的大腦也許能通過冷凍被充分保存，這樣，某個未來的文明能讓你的思想起死回生。假設(shè)未來的科學(xué)家并不會扭轉(zhuǎn)死亡，那么希望就是他們能分析你的大腦結(jié)構(gòu)，利用分析結(jié)果來重建一個能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的大腦，不管是在設(shè)計出來的活組織里還是在一個有機(jī)器人身體的計算機(jī)里。我所說的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，意思是能思考、有感覺、能看、能聽、能學(xué)、能記和能行動。你的思想將蘇醒，就像是睡了一晚以后醒來，帶著你自己的記憶、感覺和思維方式，繼續(xù)生活在這世界上。

我是理論神經(jīng)學(xué)家。我研究大腦回路的模型，就是運(yùn)用有關(guān)大腦結(jié)構(gòu)的詳細(xì)知識嘗試重建或模擬能正常運(yùn)作的大腦。我基本上沒有什么理由來懷疑那些我已經(jīng)描述過的東西在遙遠(yuǎn)的將來的某一天能夠?qū)崿F(xiàn)（盡管這是非?；钴S的哲學(xué)辯論領(lǐng)域）。但是要做到這一點(diǎn)，那些未來科學(xué)家們將需要知道有關(guān)大腦結(jié)構(gòu)驚人復(fù)雜的細(xì)節(jié)，那些細(xì)節(jié)可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了現(xiàn)今人類已知的將信息保存在死亡的大腦中任何方法。

我們需要知道多少知識才能重建一個正常運(yùn)作的大腦？回答這個問題前，讓我們先來定義一些術(shù)語。神經(jīng)元是大腦中的通過生物電攜帶信息的細(xì)胞 -- 它們的電流活動在某種程度上相當(dāng)于你看、聽、思考、行動和所有的其他感覺。每個神經(jīng)元伸出一個高度分化細(xì)長的支線，叫軸突（axon），來連接其他神經(jīng)元并進(jìn)行“電交談”。神經(jīng)元之間的專門的連接點(diǎn)稱為突觸 （synapses）。我們的記憶通常被認(rèn)為是存儲在神經(jīng)元之間的特定的突觸連接的模式，這些特定模式又會形成特定的神經(jīng)元的電活動。

重建一個正常運(yùn)作的大腦的大部分希望來自于連接組學(xué)（connectomics）：該學(xué)科試圖構(gòu)建哺乳動物大腦神經(jīng)元之間的所有突觸連接的完整接線圖，或“連接組”。不幸的是，連接組學(xué)雖然是基礎(chǔ)研究的重要組成部分，但離重建大腦還相差甚遠(yuǎn)，在兩方面的原因：首先，我們還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有構(gòu)建一個完整的連接組。目前的最好成績是確定一小片包含了1700個突觸的腦組織的所有連接;人的大腦有超過一千億倍該數(shù)量的突觸。雖然進(jìn)展迅速，但沒有人能正確估算還需要多長時間才能建立整個大腦的連接組。（我大膽猜測：幾個世紀(jì)。）

第二，即使這個目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，這也只是邁出了獲取足夠大腦知識以“捕獲”大腦的第一步，因?yàn)椤安东@”大腦還意味著理解大腦的電活動的每一個細(xì)節(jié)。如果神經(jīng)元A通過突觸連接到神經(jīng)元B，我們需要知道神經(jīng)元B中的電信號強(qiáng)度，是如何通過神經(jīng)元A的電活動來應(yīng)對調(diào)節(jié)的。連接組可能會為每個連接給出一個平均強(qiáng)度，但實(shí)際電強(qiáng)度會隨時間變化。在短時間內(nèi)（從千分之一秒量級到十分之一秒量級），強(qiáng)度會根據(jù)神經(jīng)元A每次發(fā)送的信號，發(fā)生劇烈變化。在較長的時間內(nèi)（幾分鐘到幾年），作為學(xué)習(xí)的一部分，短期變化的電信號的整體強(qiáng)度和模式都會更永久地改變。這些變化的細(xì)節(jié)隨著突觸的不同而發(fā)生改變。通過單個固定強(qiáng)度來描述這種復(fù)雜的信息傳輸，打個比喻，就像是在每對機(jī)場之間的使用同樣數(shù)量的航班數(shù)來描述空中交通一樣不靠譜。

隱藏在復(fù)雜行為背后的是復(fù)雜的結(jié)構(gòu)：每個突觸都是一個非常復(fù)雜的分子機(jī)器，是生物學(xué)已知最最復(fù)雜的，由超過1000種不同的蛋白質(zhì)組成，并且每個蛋白質(zhì)擁有多個拷貝。為什么一個突觸需要這么復(fù)雜？我們還不知道突觸所做的所有事情，但除了動態(tài)變化的信號強(qiáng)度，突觸可能還需要控制他們是如何變化的：我們目前已知的最好的關(guān)于我們“如何儲存新的記憶，而不會覆蓋舊的記憶”的理論認(rèn)為，每個突觸需要不斷地重新整合過去的經(jīng)驗(yàn)（神經(jīng)元A和神經(jīng)元B之間的活動模式），以確定它應(yīng)該如何響應(yīng)下一個全新的體驗(yàn)：是固定不變，還是做出變化。如果丟失了這一“突觸到突觸”的可塑性，目前的理論認(rèn)為，或者我們已有的記憶會很快消失，或者我們將很難形成新的記憶。如果不能了解每個突觸如何應(yīng)對實(shí)時的新輸入，以及如何修改其本身來做出響應(yīng)，我們就不能重建構(gòu)成我們心靈的動態(tài)、學(xué)習(xí)、以及不斷改變的實(shí)體。

但是，這還不是全部。神經(jīng)元本身是復(fù)雜而可變的。軸突傳輸?shù)乃俣群涂煽啃远紩淖?。每個神經(jīng)細(xì)胞會形成樹狀分支結(jié)構(gòu)，伸向其它神經(jīng)元并接受其它神經(jīng)元的突觸輸入，就像是一棵樹伸展樹枝接受陽光一樣。樹枝狀結(jié)構(gòu)，稱為樹突，對不同的突觸輸入信號會有不同的靈敏度，它的分子組成及樹突的形狀決定了它將如何接收其它突觸的電輸入，并做出怎樣的響應(yīng)。

活體大腦的任何組成部分都不是固定實(shí)體。大腦的組件，包括神經(jīng)元、軸突、樹突和突觸（多），不斷地在適應(yīng)其電活動和化學(xué)“經(jīng)驗(yàn)”，作為學(xué)習(xí)的一部分，以保持對不同的輸入給出不同反應(yīng)的能力，并保持大腦相對穩(wěn)定，防止大腦休克的發(fā)作。這些調(diào)整取決于各神經(jīng)結(jié)構(gòu)的動態(tài)分子機(jī)器。所有這些組件的狀態(tài)不斷被腦干神經(jīng)元發(fā)出的化學(xué)調(diào)制信號調(diào)整著，這些信號決定了我們何時醒著，何時應(yīng)該睡覺，而從體內(nèi)產(chǎn)生的荷爾蒙，則有助于推動我們的動機(jī)。每個元素對這些外在影響具有不同的易感性。

要重建心靈，也許我們并不需要復(fù)制每一個分子細(xì)節(jié); 給予足夠的結(jié)構(gòu)，其余部分可能會自我糾正。但深水平的細(xì)節(jié)還是需要的，不僅需要了解連接組，還要理解神經(jīng)元、樹突、軸突和突觸如何動態(tài)地操作、改變、自適應(yīng)。

我并不認(rèn)為只有哪些復(fù)雜的令人絕望的大腦模型是有用的。事實(shí)恰恰相反。我們最有力的用于理解腦功能理論研究工具往往是大大簡化的大腦一小部分的模型 - 例如，研究單一強(qiáng)度的突觸而忽略樹枝狀結(jié)構(gòu)。我所研究的就是這種模型。這些簡單的模型，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)合起來互動發(fā)展，可以揭示大腦回路運(yùn)行的基本機(jī)制。增加模型的復(fù)雜性，并不一定給我們研究大腦回路帶來更好的結(jié)果，因?yàn)槲覀儫o法了解這種復(fù)雜性的足夠細(xì)節(jié)，從而不能精確地模擬，這種復(fù)雜性反而掩蓋我們正在試圖抓住的關(guān)系。但是，要想徹底了解一個普通全腦的動態(tài)操作，我們絕對需要更多的數(shù)據(jù)。捕獲組成個體大腦的所有結(jié)構(gòu)，還是一項(xiàng)難以想象、更加復(fù)雜的工作。

神經(jīng)科學(xué)進(jìn)展很快，但徹底理解大腦的功能還有很長的路要走。幾乎肯定需要一段很長的時間，我們才有希望保存大腦及大腦的足夠細(xì)節(jié)；然后再過很多年，數(shù)千年甚至數(shù)百萬年，一些更遠(yuǎn)的未來的文明，或許可能具有真正的技術(shù)能力“上傳“并重新創(chuàng)建個人的心靈。

我當(dāng)然對自己的死亡也感到恐懼。但我同時也知道，在我出生之前宇宙已經(jīng)存在了138億年了，我死后宇宙同樣存在。宇宙的存在并不關(guān)乎我或者任何其他個人;我們來了，我們又走了，我們只是一個更大的進(jìn)程的一部分。我越來越對這種意識感到知足。我們每個人都會找到自己的面對死亡的解決方案。在可預(yù)見的將來，讓你的心靈復(fù)活并不是解決方案之一。

Kenneth D. Miller教授是哥倫比亞大學(xué)神經(jīng)學(xué)教授，也是哥大理論神經(jīng)學(xué)研究中心的共同主任。

原文鏈接：

http://www.nytimes.com/2015/10/11/opinion/sunday/will-you-ever-be-able-to-upload-your-brain.html?_r=1