本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
奧巴馬政府的大型腦計劃——斥資 1 億美元繪製某種頭顱之下奧秘的地圖——已經引起了整個神經科學領域的關注。如此鉅額的資金投入必然會引起關注，既有歡呼雀躍，也有抱怨認為整個計劃可能會削弱對其他可能同樣有價值的神經相關事業的支援。
腦活動圖譜專案——或稱作“透過推進創新神經技術進行腦研究 (BRAIN) 計劃”——旨在為研究人員提供工具，以探明神經迴路的即時功能，從而更好地瞭解沉浸在思考中或腦細胞受到帕金森或阿爾茨海默等退行性疾病侵襲時大腦中會發生什麼。目前的技術要麼速度太慢，要麼解析度不足以實現這些目標。
組織者的一個優勢——或許預示著未來的美好前景——是他們似乎並不介意公開接受公眾的批評。在本月早些時候的一次規劃會議上，喬治·懷特塞茲，這位著名的哈佛化學家，也是政府大型奈米技術支援專案的資深人士，就該專案在一個知情的外行看來是什麼樣子發表了看法。以下是他部分評論的編輯摘錄。這篇帖子有點長，但懷特塞茲的口才很好，值得一讀，因為他的觀點適用於任何大型科技探索。
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在認真聽取了一連串鼎鼎大名的神經科學家們為該專案開出的個人願望清單後，懷特塞茲開始了他的演講：用超聲波誘導區域性病變，進行更多的果蠅研究以尋找計算神經系統的原語，進行更多關於斑馬魚的研究，研究全新的模型生物型別，避免過多強調實際應用等等。
“今天上午聽你們的發言對我來說非常有趣，”懷特塞茲開門見山地說。“它非常具有千花齊放的味道。也就是說，我們都同意這個問題非常重要：大腦是什麼，它是如何思考的，什麼是意識。它與諸如生命是什麼以及生命從何而來等問題不相上下。它與下一個世紀的偉大問題相符。”
“外界人士是否瞭解正在發生什麼以及它將走向何方，這個問題更為複雜，”他繼續說道。“我只想提出一個觀點作為起點。當我第一次聽說……腦圖時，我諮詢了一群優秀的科學家和神經生物學家，幾乎所有人都反對……人們對這種方法，即如此規模的物理 mapping，是否能夠奏效並取得成果，抱有非常深刻的懷疑。”
為了推廣該專案，懷特塞茲強調，至關重要的是讓非神經科學家瞭解正在解決的問題——並認真思考一些簡單的事情，比如該專案應該叫什麼名字。“腦圖”這個名稱是否能向不熟悉技術論文的人傳達任何可理解的資訊？這些論文的標題類似於“攀緣纖維輸入塑造浦肯野細胞放電的互易性”？
懷特塞茲建議迴歸第一性原理，試圖向外界描述花費 1 億美元來更好地洞察神經迴路微觀細節的重要性。他建議進行跨學科合作，借鑑的知識不是來自遺傳學家或生物工程師，而是跨越 C.P. 斯諾的兩種文化之間的鴻溝：換句話說，引入英語教師。懷特塞茲告訴擠滿了來自精英大學的教授的房間，他們應該用謀殺之謎的結構要素來構建大型腦計劃的故事，要儘可能地基礎。
“你必須有一個謎題或問題：誰殺死了房子的女主人？是管家還是其他人？必須有一個你想解決的謎題或衝突或問題。第二個要素，旅程或跋涉，你是如何到達那裡的。你們在這裡花了很多時間討論這個問題：用什麼技術方法來獲取資料或制定實驗。
“第三個組成部分：必須有一個驚喜。如果你沒有驚喜，沒有人會感興趣。你必須抓住人們的注意力。說[你想提出]一個意識理論就太遙遠了。你需要一些更短期的事情，讓人們能夠理解。最後，你需要一個解決方案。貓殺死了房子的女主人，而不是管家……但你需要一個解決方案。在科學中，我們通常稱之為應用。”
“如果你沒有這些組成部分，那麼在與非神經科學家交談時，你就沒有什麼可用的東西。每個人都對他們研究的特定方向著迷。但在外部，情況就不同了。人們想知道你們都在做什麼，而且必須足夠簡單，讓人們能夠理解。這非常困難。
“這非常非常困難，這裡的問題之一是開始敲定那個故事。在基因組學中，它是：‘我們將瞭解基因組學，並且基於基因組，我們將瞭解癌症，並且基於這種理解，我們將治癒癌症；並且基於此，你的母親將活得更久。’”
“現在事實證明它比這更復雜，就像生物學中的一切一樣。但是在這裡，你遇到了一個更加複雜的問題。那麼，你如何以一種方式簡化這個非常複雜的問題，用高層和底層的故事，讓我這個外行人能夠理解該領域將要做什麼，它的交付成果將是什麼？……
“現在在這種背景下，有幾件事要記住。其中之一是‘為什麼是現在？’這個問題已經存在很長時間了。而且這絕不是第一批思考大腦本質的人。那麼，為什麼現在是我們期望奇蹟發生的時候呢？在基因組學中，之所以發生奇蹟，是因為測序技術變得如此之好，以至於幾乎任何人都可以生成大量資料，然後開始思考可以用這些資料做什麼。這裡對應的東西是什麼？我不知道答案。”
“第二個問題與‘為什麼是現在’的普遍問題相同，那就是‘誰在乎？’”顯然，你們在乎，因為你們關心問題。但是在座的各位之外，那些不是神經科學家的人，他們關心什麼呢？你聲稱要解決的他們關心的問題是什麼？我認為這些問題並不缺乏，從減輕帕金森症的震顫到開始思考抑鬱症，抑鬱症是公共衛生領域的重大問題之一。”
懷特塞茲隨後繼續談到了構建該專案的其他考慮因素，以便使其在神經科學界之外保持一定的相關性。“我認為，擁有交付成果和結果確實非常重要。”他說。“它們不必是具有必須是最終目標特徵的東西，但你需要沿途的里程碑，這樣你才能走向外部世界並說我們已經完成了這件事。說我們在這裡，100 年後我們將擁有意識理論，並且在此期間沒有任何東西可以展示給你，因為這一切都太複雜而無法理解，這不是一個令人信服的理由。那麼它們將是什麼？它們看起來像什麼？”
“其次是還原論與更高層次的東西的問題。如果你認為意識理論將透過理解單個突觸的功能，然後從那裡逐步構建起來，那麼對於真正複雜的系統來說，這往往效果不佳。它對於像電晶體或積體電路或裝置或網際網路或 Facebook 這樣的工程系統效果很好。這些系統是工程系統。分解真正複雜的系統很難做到。因此，通常的做法是從最終結果出發，根據黑匣子來觀察更高層次的行為，如果你有良好的工作模型，你可以分解那些黑匣子。”
“為了舉例說明完全還原論方法可能會遇到的困難，我們可以再次回到基因組學。如果你現在與製藥行業的人交談，他們會說他們正在大規模地從基於靶點的藥物轉向表型分析。也就是說，如果你想知道小鼠是否好轉，你就給小鼠喂東西，看看會發生什麼，你不會問太多細節問題。詳細的問題效果不太好。在這裡，我沒有感覺到哪些事情最好在高層次上完成，哪些事情最好透過還原論來完成的分界線在哪裡。但可能一切都有其用武之地。”
“斑馬魚是一個很好的透明模型，但它們可能不會告訴我們太多關於抑鬱症的資訊。在房間外，人們可能對抑鬱症比對斑馬魚更感興趣。這是一個有趣的問題。”
“第三點是關於平衡和包容性。我們正處於美國奈米科學或奈米技術領域一個相當成功的計劃的尾聲。而這個計劃為什麼會成功，原因很複雜。但其中一個原因是，當這個計劃出現時，它的措辭方式讓幾乎每個科學領域都看到了其中的價值；也就是說，化學家、生物學家、物理學家、裝置人員；每個人都看到了奈米科學對他們的價值。”
“並且有一種非常重要的支援技術，即積體電路技術。隨著時間的推移，英特爾的工程師所做的事情在複雜性方面幾乎令人難以置信。再過兩代人，或者可能是一代人，微處理器的最小特徵尺寸將達到約 8 奈米的量級。我仍然無法相信這一點，而且這是使用 190 奈米的光來實現的。”
因此，他們為這個領域提供了巨大的實際推動力，然後每個人都有一些有趣的事情可以在奈米尺度上做。問題是如何以這樣一種方式開放這個社群，讓每個人都認為這裡有一些有趣且重要的事情……[對於腦計劃]，它必須包括工程學，它必須包括臨床醫學，它必須包括分子、細胞和動物。整個故事必須以某種方式存在，但使故事具有包容性將為建立強大的社群提供更有力的理由。
我要說的最後一點是工業界的參與……讓我再給你講一個小故事，這個故事來自基因組學的一個組成部分，即 Illumina，測序儀，它在基因組學中與其他許多東西一樣重要。這項技術的發明者最初是塔夫茨大學的 David Walt……我參加過 David 的一個研討會，在研討會上，觀眾中的一個人在最後提出了以下問題：[即]‘當你在學術實驗室中研究這個東西，而一家公司也在研究同樣的東西時，你如何處理利益衝突問題？’他[Walt]說‘永遠不會有問題，原因是一旦工業界接受了一個想法；並且優秀的工程師，成熟的工程師，開始研究它，學術實驗室就永遠無法與之競爭。’”
“現在，如果你思考 Illumina 和其他測序儀在基因組學中使什麼成為可能，那麼它與這個[腦計劃]的相關性在於你可以問這個問題：在這個領域是否有相應的東西，優秀的、熟練的工業工程師可以為社群提供一種能力，使其有可能收集你想要收集的所有資料、所有結構、功能、測量結果，因為它如果作為一箇中心化的功能來完成，由真正的人支付真金白銀來把它做得真正非常好，將會非常非常容易。”
“現在，現在做這件事可能為時過早。我不知道答案，但這是你們需要思考的事情。我認為，你們越早讓專業的工程師，以及另一方面，臨床醫生積極參與你們正在做的工作；你們就越有可能找到可以使用的元件，以及使用它們的動機，這將有助於保持該領域的強大。”
“所以這是一個非常棒的領域，難以置信的複雜。在外部，它看起來不如你們在內部看起來那麼直接，而在內部，它看起來相當混亂，所以你可以想象它從外部看起來是什麼樣子。”