在一个小房间黑色帘幕的后面,一台钛宝石激光发射器已经做好了向一个很出人意料的小目标发射激光的准备,这个目标就是通过手术植入一只活小鼠头骨内一个半厘米大的玻璃窗。如果一切正常,那么,小鼠在一个像跑步机一样的白球里跑动并看着一块计算机屏幕的时候,激光就会每千万亿分之一秒对目标照射一次。得益于特殊的染料,当小鼠使用某些大脑细胞时,这些细胞会变成绿色,能检测到单个光子的照相机则能捕捉到这些图像。
这种《星际迷航》(Star Trek)式的技术具有极其深远的意义。
小鼠头骨内那个绞缠在一起的一小团组织,能将这种啮齿类动物的眼睛产生的神经脉冲转变成一种交互反应。而破解这个过程,则能为科学家们提供一个洞悉哺乳动物的大脑感知世界过程的首个真正窗口。
这项技术还有第二个好处。看着这个奇妙的装置,艾伦(Paul Allen)脸上露出了难得一见的灿烂笑容,这位59 岁的微软公司共同缔造者,已经在艾伦脑科学研究所(Allen Institute for Brain Science)投入了5 亿美元资金,他希望,这个“曼哈顿计划”(第二次世界大战时美国研制原子弹秘密计划的代号—译者注)式的医学项目,会让他作为一个软件王国“开国元勋”的贡献相形见绌。
这个研究所分散在西雅图漂亮的弗里蒙特(Fremont)社区内的三栋建筑中,其主要着眼点是创造工具,比如小鼠激光装置等,从技术上来说,这是一种新型显微镜,能让科学家了解人类头骨内那些柔软的肉质组织如何让人类的大脑产生令人惊异、不可思议的创造力。
“作为前计算机程序员,我对大脑如何运作、其中的信息到底是怎么流动的依然充满好奇。”艾伦在一次少有的访谈中谈到。访谈在一间能俯瞰繁忙运河的会议室中进行,“当你进入神经系统科学研究领域时,哪怕只有一点点,你便会认识到,每个事物与其他所有事物都存在联系。好像大脑想利用所能得到的所有资源—它看到的,它听到的,它感受到的温度,以及既往的经验等。这个项目就是试图利用所有这些技术去计算动物下一步要做什么,无论这个动物是一只小鼠,还是人。”
这是一项靠好奇心和科学雄心驱动的艰巨工作,不过,从艾伦自己的大脑面对的死亡和神经脆弱性的问题而言,这项工作的意义显得更为重大。6 月,他的母亲,一位一直教导他爱书、爱知识的教师法耶· 艾伦(Faye Allen),因老年痴呆症去世。“无论何时,每当你看到一个自己深爱的人 ”艾伦的声音慢慢弱下来,“你眼看着他们的品格,彰显他们人性的所有东西慢慢消失,可你却爱莫能助。”艾伦自己也曾向第四阶段的非霍奇金(non-Hodgkin)淋巴瘤开战,这是一种致命的血癌,现已治愈。艾伦精力旺盛、充满活力,我们谈话期间,不时给他的某个球队打电话,他对自己的财产颇为牵肠挂肚。
他在艾伦脑科学研究所投入的第一笔1 亿美元资金的成果,是基因在小鼠大脑中如何发挥作用的一个庞大计算机图谱,这个图谱是一种工具,其他科学家可用于查明在人类多发性硬化症、记忆障碍和饮食紊乱症中扮演角色的那些基因。另外1亿美元资金用于创建类似的人类大脑图谱,这项工作已经取得的成果,是大脑工作原理的新论,以及小鼠大脑和小鼠脊髓图谱的绘制完成。这些成果已成为各地神经系统科学家的必备工具。
最近,以150 亿美元的财富净值位列“福布斯富豪榜”第20 位的艾伦承诺,另外投入3 亿美元用于研究项目,就此,他的研究所将不再只是个为其他科学家提供工具的机构,另外,他还要用这些资金聘任几位神经系统科学领域的顶尖专家担纲带头人。即将开展的一项工作是弄清小鼠的视觉皮质构造,这是了解神经细胞在大脑中的工作原理的一条途径。其他项目旨在分离大脑中的各种细胞,并利用干细胞了解它们的形成过程。科学家认为,大脑中可能会有1,000 个这种基本构件,可他们连到底有多少这样的构件尚不甚了了。“在软件领域,”艾伦谈道,“我们将其称之为 逆向工程 (reverse engineering)。”
心甘情愿资助这些项目,让艾伦赢得了数量不断增加的追随者。“对我来说,保罗已经成了一个英雄。”安德森(David Anderson)说道,这位加利福尼亚理工学院(Caltech)的教授是最先向艾伦提出小鼠脑图项目建议的人。“他为科学研究做出贡献的方式是其他慈善家所没有的。这种方式需要他相信科学,并跟随好奇心对自己的指引。”