美国科学促进会：绘制大脑图谱
连接是关键
美国科学促进会年度会议四篇报告的始篇，看大脑如何连接
生物学家曾一度遭到来自物理学界的妒恨。曾经大科学【注释1】里拿大头的是物理学家而非生物学家。人类基因组计划改变了这一局面。该计划花费30亿美元及十余年时间用于DNA遗传“字母”完整读序（虽然并不是所有序列都能被人破解）。DNA遗传“字母”的排列顺序描绘了产生和操纵人类的过程。不管怎样，基因组计划十年前已接近尾声。从那以后，雄心勃勃的生物学家一直在寻找”下一个大人物”【注释2】，并有传言称NBT显色法【注释3】将成为下一个大科学计划。三月，美国政府有望尝试解决生物学界最神秘的问题：大脑如何工作？
大脑活动图谱——该计划可能如此命名——将从各个层次研究大脑的连接方式，从神经细胞个体间的连接到不同脑叶与神经中枢间的传导通路。如此，它将规范新兴的神经连接学——这一问题是今年2月14日至18日在波士顿召开的美国科学促进会的主要议题之一【注释4】。
神经连接学家（假设称呼）试图完成始自1543年的一项计划——当时安德雷亚斯•维萨里【注释5】(Andreas Vesalius)发表了第一部现代解剖学著作《人体的构造》（De humani corporis fabrica）。解剖学用它神奇的魔咒解开了人体各器官之谜，除了大脑。如今，神经连接学家希望，最后的堡垒能被攻破，并且神经解剖学图谱大全能能引导人们真正了解思维过程及精神疾病。
薄片中的生命
哈弗大学的杰夫·李奇曼从事解剖学最低层次即神经细胞个体间的连接的研究。他利用工业手段，构建了完美的三维图谱以示小鼠大脑神经细胞相互连接的方式。为达到这一效果，他和同事将小鼠大脑植入可塑体，放入机器中切成显微镜可见大小的薄片。这些切片被自动加工并存储到图书馆的圆盘中。然后电子显微镜可以拍下这些大脑的微小区域，并有智能软件逐切片逐细胞跟踪，根据图片所示就可重建神经的相互连接。
图片中的大脑组织截面大小只有100微米，却需要2000个切片制作，1太字节数据存贮。它包含成千上万个神经细胞的部分结构（未免混乱，只有几十个得到显示）。一个小鼠大脑包含千百亿个神经细胞。简单点说，那就是解决大脑解剖学问题的方式，而你必须找到切入点。李奇曼博士希望当他看过足够小的神经细胞切片后，会有令人惊喜的图片出现，并能得到解释问题的可证性理论。
然而，要得到大脑运作方式的综合理论，还需要解开大脑高层次组织方式之谜。其最高层次的解剖结构测量单位不再是微米而是厘米，是人类大脑连接组计划的研究领域。正如其名称所示，人类大脑连接组计划是人类基因组计划的继子。而且如果传言属实，它的神仙教母仙棒一点，五年3500万美元的必须经费将迅速翻倍，虽然名字可能不同。
同时，人类大脑连接组计划的经费由两个团队瓜分，一个由哈弗领导，一个由圣路易斯的华盛顿大学领导。为圣路易斯一方工作的史蒂芬•彼得森向会议阐述了他们所从事的工作。
与李奇曼博士参与的项目不同，人类大脑连接组计划研究的是活体，所以他们不用大脑切片，而是使用最新的扫描技术来绘制不同神经中枢间的通路——这些通路在其他方式下看不见。其中包括可以追踪大脑水分子轨迹的技术和可观察不同大脑区域代谢活动联系的技术。
彼得森博士及其同事扫描了1200名志愿者的大脑，包括300对双胞胎（一些同卵，一些异卵）。每个志愿者都进行了为期2天的突击实验过程，包括问卷调查、认知测验、大脑扫描。通过这种方式，人类大脑连接组计划希望明确大脑结构的共同特征、个体差异，大脑结构特征与个体技能与行为的关系，以及（通过双胞胎研究）基因变异如何改变大脑结构特征。
协同作用
代谢活动研究途径成果格外丰硕。马库斯•雷切利，彼得森在圣路易斯的一个同事，向会议解释了代谢活动研究如何揭示以前看不见的大脑网络。这些网络由大脑各部位组成。即使志愿者被告知要一动不动地躺在扫描仪内并且不要思考任何东西，各部位的代谢还是强弱共存。大脑网络的发现不仅是学术兴趣。正如圣弗朗西斯科加利福尼亚大学的威廉•西莱所阐述，他们可能是解开重型神经疾病之谜的钥匙。
迄今为止，医生们可以轻易分辨心理疾病和大脑疾病。前者如精神分裂症和临床忧郁症，不会留下明显的解剖学迹象，而后者如帕金森病和阿尔兹海默病则会。但这不是它们真正的区别；只是心理疾病的解剖学迹象还未被发现——或者心理疾病实际上是由大脑连接错误即术语中的“病例连接”引起的，而目前的智能技术不足以识别。大脑连接学的目标之一是寻找这些病例连接。相反的是，现有技术可以轻易看到阿尔兹海默病和其他痴呆病的物理迹象，而疾病究竟如何扩散全脑却并不清楚。但西莱博士认为答案的关键部分现在找到了。在阿尔兹海默病及四种相似但更少见的痴呆病中，扩散图案似乎符合雷切利博士描述的协同代谢网络。从某种程度上讲，这种协同活动连接也传播了疾病。
到底发生了什么还不清楚。但这一发现可能成为寻找阻止痴呆发展的方法的必要线索。若这是真的，鉴于未来几十年老龄化人口会给许多国家带来威胁及负担，大脑连接学甚至在大兴旺到来前就能证明它的价值。
注释
1、大科学（Big Science，Megascience，Large Science）一般是指投资大，多学科交叉的大型的基础科学研究项目，目前还没有一个确切的定义。
大科学需要大量的资金，实验设备昂贵复杂，研究目标宏大。因此多为国际合作的形式进行。
参考：http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%A7%E7%A7%91%E5%AD%A6
2、The Next Big Thing只能查到是一款游戏，若有更深的文化背景请指教。
3、NBT，即Nitrotetrazolium Blue chloride，中文名为氯化硝基四氮唑蓝。常和bcip配成混合液，为碱性磷酸酶底物之一，在碱性磷酸酶的催化下生成不溶性的蓝色产物。常用于免疫组化(IHC)、免疫细胞化学(ICC)和蛋白印迹(WB)等实验。故此处NBT译为NBT显色法。
参考：http://baike.baidu.com/view/1588196.htm
4、请教：原文这样的时间表示方式——from后面的日期中间有连接符，是否有问题？
5、安德雷亚斯•维萨里(Andreas Vesalius)：（拉丁名Andreas van Wesel，也常做Andreas Vesal，布鲁塞尔, 12月31日, 1514年 - 扎金索斯, 10月15日, 1564年）是一名解剖学家、医生，他编写的《人体的构造》(De humani corporis fabrica)是人体解剖学的权威著作之一。被认为是近代人体解剖学的创始人。
参考: http://hi.baidu.com/cadora/item/07ecdd14c6e739f2ddeeca20
http://www.economist.com.hk/topics/american-association-advancement-sciencewww.psychspace.com心理学空间网
