在杜克大学校园内一个昏暗的小房间里，米格尔·尼科莱利斯赞许地看着一对学生监控电脑屏幕上显示的数据流。明亮的彩色线条和尖峰反映了一只名叫克莱门汀的恒河猴的实时大脑活动，她正在隔壁房间里悠闲地走在跑步机上。从后墙扬声器发出的静电爆裂声是她一个神经元放电的放大声音。
“这是你从大脑中能听到的最美妙的音乐，”尼科莱利斯笑着宣称。
这次演练是为了即将到来的关于脑控人类假肢工作的重大演示做准备，这项工作在2003年首次为尼科莱利斯及其团队赢得了全球头条新闻。当时，该小组表明，他们可以监听猴子使用操纵杆玩视频游戏时产生的大脑信号，并将这种生物代码转化为机械手臂执行相同动作的指令。现在，该小组计划让机器人腿在像克莱门汀一样漫步的猴子的运动皮层的指令下行走。这一次，科学家们还希望将来自机器人脚的传感器数据反馈到猴子的大脑中，以便她可以“感觉到”机械腿的步幅，就好像它们是她自己的一样。为了进一步提高赌注，猴子将在北卡罗来纳州的杜克大学，但机器人腿将远在半个世界之外的日本京都国际先进电信研究所。
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尼科莱利斯承认，实验的复杂性带来了潜在的障碍，但往返日本的信号的卫星传输延迟已不再是其中之一。房间里的一位年轻人伊恩·佩孔找到了一种方法，将延迟减少到可忽略不计的120毫秒。“而且他还是个本科生，”尼科莱利斯补充道，他很高兴有机会说明一个他最喜欢的观点——你不需要博士学位也能有意义地参与科学。这个暗示指的是一个更大的个人哲学，这个哲学在过去五年里一直在驱动这位46岁的神经科学家追求一种非常不同的雄心壮志，或许可以与将感觉上传到人脑相提并论。
他确信，科学是一把钥匙，能够解锁远远超出学术界僵化等级制度的人类潜力——并且在北美和欧洲的传统科学堡垒之外——他的另一个重大项目无非是寻求改变他的祖国巴西进行研究的方式。他认为，在此过程中，科学还可以促进整个国家的经济和社会转型。
尼科莱利斯愿景的核心是在巴西最贫困的地区建立一系列“科学城市”，每个城市都以世界一流的研究机构为中心，专门研究不同的科学或技术领域。教育和社会项目网络将使周边社区与每个机构紧密联系，同时改善当地基础设施和生活质量。这些以知识为基础的绿洲的存在将引发硅谷式的商业科学企业集群围绕它们，从而启动区域发展。
尼科莱利斯已经习惯了最初的怀疑，甚至来自同行的怀疑，这是由这种宏大设想引起的。“直到几个月前，巴西科学家还是最大的怀疑者，”他说。现在，巴西和国外的许多观察家都承认，他的计划在短时间内获得的势头表明，尼科莱利斯可能正在做一些有意义的事情。
构想变为现实
到去年八月，尼科莱利斯和他的合作伙伴在2003年成立的非营利基金会，旨在在巴西东北部建立一个概念验证神经科学研究所，已经筹集了2500万美元，其中大部分来自亿万富翁埃德蒙·萨夫拉的遗孀的大笔捐款。在沿海农业城镇马卡伊巴一个多山的100公顷的土地上，“大脑校园”的三个核心要素也已完成。这些明亮的白色建筑包括一栋25个实验室的研究大楼、一家专门从事妇幼保健的免费诊所，以及一所学校，该学校将在2008年第一季度为400名11至15岁的当地儿童提供每周两次的科学和艺术课程。
在20公里外较大的港口城市纳塔尔，另一所科学学校自去年二月以来一直在运营，约有600名学生，以及一套配备用于尼科莱利斯使用转基因小鼠进行帕金森病研究的实验室。尼科莱利斯团队运营的第三个神经科学实验室，在圣保罗南部城市的西里奥-黎巴嫩医院建立，以换取医院对马卡伊巴诊所的赞助，专注于假肢研究的临床应用。
马卡伊巴的场地本身是由北里奥格兰德州政府捐赠的，仍然缺少一条铺好的通道，但该基金会已经计划建造一所可容纳5000名学生的学校、额外的实验室空间、一个更大的健康中心、一个体育设施和一个生态公园，以完成将成为纳塔尔国际神经科学研究所（IINN）主校区的设施。巴西联邦政府在路易斯·伊纳西奥·卢拉·达席尔瓦总统于八月带着他的幕僚长和教育部长访问校园后，承诺拨款2500万美元用于完成该综合设施的建设。尼科莱利斯给总统做了一场他称之为“我职业生涯中最重要的PowerPoint演讲”，总统通常被称为“卢拉”，几周前。
回到他在绿树成荫的杜克大学校园宽敞的办公室，尼科莱利斯回忆起第一次会面时感觉有点超现实。“你知道我到处演讲，但突然之间，你在和那个真正可以改变很多事情的人说话。最酷的是我们谈论的是科学——不是谈论建造一座桥梁或一条道路，我们谈论的是如何利用科学作为驱动力，在一个像我们这样的国家大规模地教育孩子。”在卢拉访问之后，尼科莱利斯的小组开始与巴西教育部长讨论为354所新的国家技术高中创建科学课程。“如果这行得通，我们将在两年内拥有一百万学生，”尼科莱利斯兴奋地说。
尼科莱利斯计划的社会组成部分与科学设施一同成型，在他看来，对于研究所的目的绝对是不可或缺的。“我们[带到纳塔尔]的不仅是在国际水平上开展科学的想法，就像我们在这里[在杜克大学]所做的那样，而且是将这个想法融入到学校、妇女诊所的想法，我们将科学企业与社会融合。”他渴望IINN的科学研究能够专注于大脑如何学习，例如，以便可以将新的见解纳入学校的教学方法中。考虑到早期大脑发育的重要性，诊所还将为无法生产母乳的新妈妈提供人类乳库，并将满足该地区对神经儿科治疗的未被满足的需求。“所以这是一个将神经科学与教育和医疗服务联系起来的巨大实验，”他解释说。
该计划自最初由杜克大学的其他两位巴西科学家构思出来以来，一直在不断发展，目的是提高巴西的科学水平。“这是关于遣返人才和扭转人才流失，”尼科莱利斯谈到他和他的博士后研究员克劳迪奥·梅洛*和西达塔·里贝罗在2002年提出的在巴西建立世界一流神经科学研究所的想法时说。
“但我们也知道，它必须成为社会变革的驱动力，以证明，只要有机会，任何地方的人才都会有机会。”他们将他们为执行其计划而成立的非营利组织命名为阿尔贝托·桑托斯-杜蒙研究支持协会（AASDAP），以纪念19世纪90年代前往巴黎追求飞行梦想并取得成功的巴西人。
达到全球标准
1989年，当尼科莱利斯和他的妻子劳拉·德奥利维拉离开巴西，以便尼科莱利斯能够从事神经科学事业时，两人都拥有巴西最大城市圣保罗大学的医学学位，尼科莱利斯还在同一机构完成了博士学位，师从著名的卢伽雷病研究员塞萨尔·蒂莫-伊亚里亚。但该国刚刚摆脱了长达二十年的官僚军事统治，研究经费微薄，年轻科学家几乎没有工作前景。一旦到了美国，尼科莱利斯也遇到了人们对巴西培养的科学家能否有所作为的怀疑。“圣保罗大学曾经出过什么或什么重要人物吗？”他说，他在求职面试中被反复问到。
尼科莱利斯在费城哈尼曼大学开始了他的职业生涯，很快成为一次窃听数百个神经元以解码大脑基本语言的技术先驱。如今，他被广泛认为是世界领先的神经科学家之一，他认为自己的职业成功助长了他的信念，即有前途的年轻科学家不应该为了充分发挥他们的潜力而离开巴西。
在他离开的这段时间里，巴西科学家的条件有所改善，尽管该国2006年公共和工业研发支出为145亿美元，仍然远低于巴西经常与之比较的许多其他新兴经济体的投资额[见下一页的侧边栏]。卢拉已认可科学技术是巴西发展的途径，并最近宣布未来三年将研究预算增加230亿美元。
圣卡洛斯高级研究所所长、圣保罗大学的物理学家塞尔吉奥·马斯卡雷尼亚斯·德奥利维拉指出，总统对科学的拥抱无疑受到了一些近期高调展示的研究支出成果的鼓舞。马斯卡雷尼亚斯特别赞扬了国家农业研究公司Embrapa，因为它在开发乙醇和其他生物燃料方面处于领先地位，并开辟了热带农业生物技术作为该国可以建立专业知识的领域。2000年，约30家巴西实验室组成的联盟完成了柑橘作物重要寄生虫Xylella fastidiosa的基因组序列，以及甘蔗等几种作物植物的测序项目正在进行中。“Embrapa正在将我们[国家]的出口商品从原材料转变为应用科学，”马斯卡雷尼亚斯说。“巴西仍然不知道如何做的是将大学的研究转化为产品和风险投资，”他补充说，部分原因是巴西主要以大学为基础的研究界存在象牙塔文化。
毫不奇怪，马斯卡雷尼亚斯回忆说，一些科学家对纳塔尔项目表示怀疑。尼科莱利斯受德国著名的马克斯·普朗克研究所启发的独立研究中心网络的概念对于巴西来说是不寻常的。AASDAP的座右铭“巴西科学的未来从这里开始”绝对没有帮助，马斯卡雷尼亚斯指出。如果这种做法疏远了一些巴西科学家，那么将第一个研究所设在贫困的纳塔尔腹地也让许多人感到困惑。尼科莱利斯认为，研究所的社会和经济影响在纳塔尔和马卡伊巴周围的社区将最为明显，而且该地区正是最需要这种转型的地方。
此外，海港和一个可以接收来自欧洲直飞航班的机场应该使该地点成为商业科学的有希望的地点，他说。联邦政府已宣布该地区为自由企业区，AASDAP工作人员目前正在谈判创建一个1000至2000公顷的生物技术园区，尼科莱利斯希望这将吸引专注于出口产品的企业，如药品和生物燃料。与此同时，他正在与其他几个州进行谈判，这些州有兴趣主办接下来的三个研究所，其专业领域可能包括生物能源、微电子学和环境科学。
新科学城
作为促进区域经济发展的一种手段，围绕主要研究机构聚集高科技企业以期刺激创新的战略从未如此受欢迎。地方和国家政府，特别是在亚洲各地，正在花费数十亿美元建设此类科学园区和“城市”，因为他们将发展目标与科学挂钩。
2006年，中国宣布计划建设30个新的科学城，并在2020年将其年度研究支出提高到超过1000亿美元。届时，政府预计该国60%的经济增长将基于科学技术。印度的一些精英大学已成为技术集群的中心，例如班加罗尔，也押注于科技持续繁荣。加利福尼亚州帕洛阿尔托未来研究所（IFTF）智库执行主任玛丽娜·戈尔比斯指出，尽管他们的方法不同，但这些国家的许多共同点是，公开的目标是吸引在西方接受培训的科学家侨民将其专业知识带回家。“最常被引用的例子是台湾，”她说，“整个半导体产业都建立在在硅谷待了20年的外籍人士返回的基础上。我们在中国也看到了这种情况：教授们回去建立他们的实验室，他们带来了他们的学生和人脉，并成为磁石。”戈尔比斯补充说，尼科莱利斯可能是少数几位有声望的巴西科学家之一，可以在他的国家扮演同样的角色。
她和IFTF研究主任亚历克斯·苏琼-金·庞领导了一个为期一年的项目，以制作“三角洲扫描”，这是英国政府委托进行的对科学技术趋势的广泛分析和预测。在其中，他们将巴西标记为到2025年可能成为世界科学领导者，并将纳塔尔倡议作为该国要实现这一目标需要采取的方向的一个例子。戈尔比斯认为，AASDAP研究所内部和研究所之间进行跨学科研究的潜力是一个重要的优势。尼科莱利斯本人强调他的杜克大学实验室、IINN地点和国际合作伙伴之间的合作，体现了一种全球网络化的工作方式，三角洲扫描作者认为这对于巴西生产世界一流的研究至关重要。庞还认为，IINN的启动，最初主要由国际捐款促成，是未来其他地方的发展方向。“另一个有趣的故事，”他指出，“是私人资本在支持这些中心以及支持我们通常认为的大型科学项目方面的崛起。”庞观察到，基于科学发展的下一个演变是由企业家、慈善家和研究人员共同努力产生的，结构更少、政府驱动更少的“创新区”。
收获人类潜力
纳塔尔模式是否能够帮助巴西赶上那些在科学技术上投入更多资源的国家，仍有待观察。巴西是世界第五大国土面积国家，自然资源异常丰富，长期以来一直被描述为“未来之国”，拥有成为经济强国所需的几乎所有要素。大多数分析师认为，该国自身的法律体系是巴西充分发挥其潜力的最大障碍之一。
官僚主义、繁重的税收以及反垄断和知识产权法律的执行不力被认为是扼杀民众天生的创业活力的原因。糟糕的学校系统和高文盲率是经常被提及的阻碍进步的另外两个主要障碍。
从这个角度来看，纳塔尔项目最非正统的方面可能是它最大的优势。与科学城倡议相关的教育努力，从未达到尼科莱利斯设想的规模。“有些人只是口头上说说，”庞说，“但即使那样，他们主要谈论的也是大学水平的教育。”
尼科莱利斯认为，在孩子上大学之前就接触他们至关重要。他认为，科学教育普遍增强批判性思维能力，他计划使用研究所科学学校的补充课程提高孩子们的常规学校表现，以此作为衡量课程有效性的基准。如果一些孩子对从事科学技术职业感兴趣，他们将在知识经济中找到大量的机会。“百分之九十九的科学工作不需要博士学位，”他坚持认为。
但他小心翼翼地澄清，他不是要创建一个科学家国家。“我们正在努力培养一代有能力领导巴西的公民，”尼科莱利斯解释说。“这些孩子已经有了希望——现在他们需要的是工具。”无论他们想成为医生、建筑师、飞行员还是总统，他都相信亲身参与科学探究的经历可以培养一种赋权感，孩子们会将这种感觉带入成年，并用它来带领他们的国家走向期待已久的未来。
*勘误：克劳迪奥·梅洛是俄勒冈健康与科学大学的神经科学副教授，而不是文章中声称的杜克大学的博士后研究员，当他、里贝罗和尼科莱利斯发起在纳塔尔建立神经科学研究所的倡议时。我们对这个错误深感抱歉。—编辑
更多探索
巴西研究所为神经科学绘制新半球。 玛西亚·L·特里恩福尔和杰弗里
默维斯在《科学》杂志，第303卷，第1131–1132页；2004年2月20日。
巴西健康生物技术的科学力量。 玛塞拉·费雷尔等人在《自然生物技术》杂志，第22卷，增刊，第DC8–DC12页；2004年12月。
光荣梦想：关于巴西的特别报道。 《经济学人》增刊。2007年4月14日。
三角洲扫描：科学技术未来，2005–2055。
未来研究所。 http://humanitieslab.stanford.edu/deltascan/Home
纳塔尔国际神经科学研究所英文网站： www.natalneuro.org.br/_eng/index.asp