几十年来，亨利·马科拉姆一直梦想着逆向工程人脑。1994年，当时还在德国海德堡马克斯·普朗克医学研究所担任博士后研究员的他，成为第一位同时“修补”两个活神经元的科学家——将微型移液管应用于新鲜采集的大鼠神经元，以测量它们之间发射的电信号。这项工作证明了突触加强和减弱的过程，从而可以研究和建模大脑的学习方式。这项工作为他在以色列雷霍沃特著名的魏茨曼科学研究所赢得了一个高级科学家的职位，到1998年他晋升为教授时，他已成为该领域最受尊敬的研究人员之一。
然后他开始感到沮丧。尽管全球的研究人员每年发表数以万计的神经科学研究，但我们对基本大脑功能的理解以及我们治疗脑部疾病的能力似乎都没有取得太大进展。马科拉姆的沮丧也带有深深的个人原因。当他还在德国时，他的儿子凯被诊断出患有自闭症。正如他在2013年告诉《卫报》的那样，他想“能够进入我儿子大脑的模拟，并像他一样看待世界。”他认为，实现这一目标的唯一方法是超越对行为、疾病和大脑解剖结构的个体实验，而是对整个人脑的回路进行建模。
在2009年的TED演讲中，他首次向公众展示了他用数学方法模拟大脑860亿个神经元和100万亿个突触在超级计算机上的愿景。“我们可以在10年内做到，”他向观众承诺，并暗示这样的数学模型甚至可能具有意识。马科拉姆告诉观众，10年后，“我们将发送……一个全息图与你交谈。”在各种演讲、采访和文章中，他暗示数学大脑模型将带来诸如模拟驱动的药物发现、替代某些类型的动物实验以及更好地理解阿尔茨海默病等疾病的根本性突破。似乎这还不够，模拟大脑还将衍生出用于构建新型更快速计算机的技术，并创造出具有认知技能，甚至可能具有智能的机器人。许多神经科学家对此表示怀疑，但马科拉姆有很多支持者。他的愿景似乎在2013年1月得到了证实，当时欧盟向他拨款13亿美元，分10年支付，以构建他的模拟大脑。
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不到两年后，人脑工程项目（HBP）陷入混乱，面临争议甚至嘲笑。科学媒体的批评文章使用了诸如“脑雾”和“脑残”之类的词语。YouTube上对该项目的恶搞视频中，一位西班牙脱口秀节目的嘉宾在假字幕让他看起来像是在描述马科拉姆的计划时，无法控制地痉挛大笑（这位嘉宾实际上在谈论烹饪西班牙海鲜饭）。几位私下认识马科拉姆的科学家现在形容他是一位走上歧途的天才。他失去了在该项目执行领导层的职位，他自己的管理层已命令他不要与媒体交谈，包括《大众科学》。（马科拉姆是Frontiers的联合创始人。Frontiers和《大众科学》的部分所有者均为Holtzbrinck Publishing Group。马科拉姆还在2012年6月为本杂志撰写了关于他的研究的文章。）该项目的新任执行主任克里斯托夫·埃贝尔表示，马科拉姆最近停止参加HBP内部会议；相反，他派了一位代表与管理团队互动。
人脑工程项目在欧洲神经科学家之间造成了深刻的公开分裂。2014年7月，一封公开信抨击HBP的科学和组织，迅速收集了800多位科学家的签名。今年3月，由于签署者威胁要抵制原本应该是泛欧合作的项目，马科拉姆启动了一个调解程序，以回应批评者的主张。一个由27位科学家组成的委员会审查了双方的论点，除了两位持不同意见者外，该小组几乎逐点同意了批评者的意见。
在他们53页的报告中，调解员呼吁对HBP进行大规模改革，包括新的管理结构和科学重点的改变。HBP目前正在进行重大重组，该项目未来的形态和方向尚不明朗。欧盟成员国（预计其研究部委和其他机构将为总预算贡献5.7亿美元）中，很少有国家做出任何承诺，这可能会影响该项目的雄心勃勃的范围和时间表。
关于这个备受瞩目的项目走向歧途的大多数说法都集中在马科拉姆和他的管理风格上，但这只是故事的一部分。从各方面来看，马科拉姆都在认真地尝试做好科学研究。尽管HBP的瑞士总部周围存在诸多功能失调，但问题的最终根源位于北部约300英里的布鲁塞尔。在那里，在欧盟执行机构欧盟委员会所在地，一个将政治与科学目标相结合的大型科学资助系统，几乎没有透明度，并且控制不足，导致了HBP的混乱局面。“真正的问题不是HBP，而是欧盟的决策过程，”慕尼黑路德维希·马克西米利安大学计算神经科学教授、调解委员会成员安德烈亚斯·赫茨说。
大型科学，宏大问题
自从大型科学在第二次世界大战和曼哈顿计划之后首次出现以来，研究人员和政策专家一直在争论其价值。已故的橡树岭国家实验室主任阿尔文·M·温伯格在1961年《科学》杂志上撰文，思考粒子对撞机和载人航天计划等大型项目是否“正在毁掉科学”或“在经济上毁掉我们”。他认为，大型科学应对研究中“新闻报道的味道的注入”负责，“这从根本上与科学方法相冲突”——在这种情况下，“壮观而非有洞察力的事物成为科学标准。”他进一步担心，由于研究人员可以获得巨额资金，“人们看到科学家花钱而不是思考的证据。”
这些担忧仍然伴随着我们，并且最近没有哪项努力像人脑工程项目那样将其推到前台。今天，大型科学包括大规模、协作、通常是跨学科的研发项目，世界各国政府越来越多地资助这些项目，以试图启动创新。神经科学只是最新的研究分支，曾经为国防和航空航天技术保留的数十亿美元预算已经扩散和成倍增加。
大型科学蓬勃发展是有重要原因的。许多研究领域已经变得如此复杂和昂贵，以至于大规模合作是向前迈进的最佳工具。长期以来，大型科学一直是物理学领域的常态，探测自然的前沿需要大型粒子加速器，例如位于日内瓦附近的欧洲核子研究中心的CERN。在生物学领域，大型科学于1990年首次亮相，推出了人类基因组计划，这是一项为期13年、耗资约30亿美元（按1991年美元计算）的计划，由美国国立卫生研究院和能源部共同发起，旨在对人类DNA进行测序。在2010年代初期，神经科学似乎已成熟，可以大力推进。几乎与欧洲的人脑工程项目同时，美国推出了可能耗资数十亿美元的BRAIN（通过推进创新神经技术进行脑研究）计划。以色列、加拿大、澳大利亚、新西兰、日本和中国也都宣布了重大的新脑研究计划。美国国立精神卫生研究所所长托马斯·R·因塞尔表示，对精神障碍的蔓延和成本的担忧，以及对诸如光遗传学等新的大脑操纵技术的兴奋，促使政策制定者和科学家推动新一轮的脑研究。（国立精神卫生研究所是组织BRAIN计划的几个机构之一，其他机构包括国家科学基金会和国防高级研究计划局）。因塞尔说：“你看到整整一代人现在都热衷于进行这类研究，不仅在美国，而且在世界各地。”
然而，HBP通过展示这样一个项目是多么容易偏离轨道，证明了将资金投入到难题上的局限性。当应用于火箭制造或基因组解码等明确的技术目标时，大型预算计划是成功的，但是由一小群科学家和管理者运行的大型预算计划是开发像对人脑的新理解这样的基本事物的最佳方式吗？
HBP的兴衰
在他那一代神经科学家中，很少有人像现年53岁的马科拉姆那样脱颖而出，这既是因为他作为实验研究人员的成就，也是因为他的雄心壮志。2005年，他在瑞士洛桑联邦理工学院创立了蓝脑计划，IBM为此贡献了一台蓝色基因超级计算机。该项目使用数据和软件来模拟大鼠大脑的一小部分，重点关注一组称为皮层柱的神经元。但是，尽管该项目正在产生关于如何用数学方法建模大脑某些部分电路的知识，但批评家表示，该模拟几乎没有什么有用的东西，也无助于我们理解大脑的实际工作方式。直到今天，马科拉姆尚未在同行评审期刊上发表一篇关于蓝脑计划发现的综合论文。然而，他很快起草了计划，将这项工作扩展到一个更雄心勃勃的努力：构建整个人脑的超级计算机模拟。
除了他的科学资历外，马科拉姆还具有强大的倡导才能。他魅力四射，上镜，赢得了作为神经科学伟大远见卓识者的声誉和追随者。他还迅速驳斥了他的批评者，认为他们不愿意接受他所说的HBP代表的“范式转变”。许多批评者对马科拉姆项目背后的基础科学提出异议。主流神经科学家说，即使有可能，以马科拉姆设想的细节程度对大脑进行重新工程，也不会告诉我们关于认知、记忆或情感的任何信息——就像逐原子复制计算机中的硬件，也不会告诉我们关于其上运行的复杂软件的任何信息。其他人指责马科拉姆夸大了HBP的潜在突破。“我们都认识亨利，他一直是个自大狂，”耶路撒冷希伯来大学埃德蒙和莉莉·萨夫拉脑科学中心主任埃隆·瓦迪亚说。“我们都不相信他承诺的事情能够完成。”
尽管神经科学界持怀疑态度，但马科拉姆赢得了真正重要的人的支持：欧盟委员会的资助者，他们似乎不太关注提案的科学可行性，而更关注其潜在的经济和政治回报。“该项目的起源是政客们希望为欧洲工业做些事情以赶上，”埃贝尔说。2009年，由于担心在计算机、数字服务和其他技术方面进一步落后于美国，现在的欧盟委员会通信网络、内容和技术总署开始为每个至少获得10亿欧元资助的“旗舰”项目创建竞赛。根据2009年欧盟委员会的一份文件，这些举措既是产业政策，也是科学，旨在“使欧洲在未来和新兴技术中占据领先地位”。马科拉姆的超级计算机大脑——以及他对神经科学、医学、机器人技术和计算机技术将取得的成就的承诺——非常适合一个官僚机构，该机构认为，为期10年、自上而下的“颠覆性”创新计划是可能的。“这正是像亨利这样的人会感到兴奋的事情，他告诉了他们他们想听的一切，”埃贝尔说。“有哪个政治家不希望站出来说，‘我们欧洲人正在建造一个大脑’？这太令人兴奋了——这就像登月计划。”
由于旗舰计划被设想为一个在通常的科学资助过程之外的展示项目——并且由于需要证明巨额预算是合理的——政治家、官僚甚至科学家都有强烈的动机来夸大其承诺。“你坐在会议中，有人说你必须以更激动人心的方式写下来，”埃贝尔说。“然后你开始承诺更多，每个人都开始重复它，甚至科学家也是如此。这是一个反馈循环。而且，由于有如此多的资金风险，反馈循环非常有效。”
一个由来自欧洲各个角落的25位专家组成的秘密评审团——至少包括一位神经科学家，但其余的来自其他领域——从六名决赛入围者中选择了HBP和另一个项目，每个项目获得约10亿欧元（当时为13亿美元），分1亿欧元分期付款。与美国常见的做法相反，欧盟委员会甚至在做出决定后也没有透露评审团成员的姓名。委员会在发送给《大众科学》的一份声明中为这种做法辩护，认为这是必要的，以防止“对有关专家的个人和职业生活以及程序质量和效率产生影响。”
另一位获胜者是石墨烯旗舰计划，这是一个由23个国家的学术界和企业研究人员组成的联盟，他们将开发这种有前途的纳米材料，该材料在电子、能源和其他行业中具有许多应用。石墨烯项目也旨在帮助欧洲工业，欧洲工业有可能落后于三星正在开发未来材料的韩国等亚洲国家。但与HBP不同，石墨烯旗舰计划避免了争议，工业研究合作伙伴正在整个欧洲迅速加入。一个关键的区别是，石墨烯旗舰计划不是基于个人的愿景；它的建立是为了具有包容性、协作性和去中心化。例如，马科拉姆和其他少数人控制着HBP的结构和资金，而石墨烯项目是一个开放网络，仅由瑞典查尔姆斯理工大学的领导者进行松散协调。也许更重要的是，石墨烯旗舰计划有一个严格的工程任务：开发能够将已知材料商业化的技术。与大脑建模不同，这个目标不需要弥合基础知识方面的巨大差距。
令人费解的是，欧盟委员会在2013年设立HBP时，未能坚持对HBP的管理进行通常的制衡。根据调解报告，该项目的治理充满了利益冲突。报告称，不仅马科拉姆和其他两位科学家控制着董事会，从而控制着112个机构组成的联盟之间的资金分配，而且马科拉姆和其他几位董事会成员的项目也是他们自己资助决策的受益者。“此外，”报告指出，马科拉姆“是所有顾问委员会的成员，同时向他们汇报。”“这令人震惊地反映了欧盟的决策水平，”伦敦大学学院计算神经科学主任、调解委员会成员彼得·戴恩说。戴恩说，他不记得有哪个如此规模的项目运行如此糟糕：“大型科学项目的治理并非火箭科学。”
直到神经科学家发出公开信之后，欧盟委员会才开始提及HBP的治理问题。就在调解员发布其批判性的详细报告的前几天，委员会发布了自己的审查报告（由一个只有委员会和HBP知道的秘密小组进行），该报告在治理问题上远不如调解员明确，但仍然要求HBP做出改变。委员会还表示，欢迎调解程序。然而，如果欧盟委员会尽早进行有效的监督，HBP可能永远不会搁浅。如果没有神经科学界的反抗，目前HBP正在发生的组织变革尚不清楚是否会发生。
左脑，右脑
到目前为止，美国的BRAIN计划比HBP表现得好得多。该计划于2013年4月由巴拉克·奥巴马总统作为“下一个伟大的美国项目”揭幕，最初也受到了类似的怀疑浪潮。正如在欧洲一样，许多美国神经科学家担心BRAIN计划构思不周，并且会将其他神经科学研究的资金转移走，以追求模糊的、可能无法实现的目标。
但是，美国国立精神卫生研究所没有进行闭门小组会议和保密审查，而是通过搁置该计划并让神经科学界参与进来，对批评做出了回应。该机构任命了一个由15位顶尖大脑专家组成的小组，并在一系列公开研讨会上，让科学家们定义该项目。经过一年的审议，制定了一项雄心勃勃的跨学科计划，以开发新的技术工具，使研究人员能够更好地监测、测量和刺激大脑。这项努力将神经科学家与纳米技术专家和材料工程师聚集在一起，以解决诸如将电刺激应用于非常小的神经元群的问题，这可能使以大大提高的精度治疗脑部疾病成为可能。
欧洲的HBP和美国的BRAIN计划之间的关键区别在于，后者不依赖于单一的科学愿景。相反，许多团队将竞争拨款，并将创新引导到不同的、未计划的方向。竞争正在通过美国国立精神卫生研究所传统的同行评审程序进行，这可以防止困扰HBP决策的利益冲突。同行评审并非完美——它倾向于偏爱已知的科学范式——美国科学资助本身也存在许多问题。但是，BRAIN计划更具竞争力和透明度的决策制定方式与布鲁塞尔产生HBP的政治黑箱相去甚远。
BRAIN计划很有可能成功，因为尽管它被包装成登月计划式的巨型项目，但它与其说是一个大型科学项目，不如说是一个中央资助伞下的分布式创新模型，其规则鼓励合作。该计划的巨型项目标签，也许只是为了筹集资金和激发支持而进行的巧妙公关。“当我与国会议员交谈时，他们总是想知道新想法是什么，”因塞尔说。“他们不想把钱花在更多相同的事情上。”媒体报道也蜂拥而至新的大创意。结果是，大型科学项目——或包装成大型科学项目的项目——通常更容易向政治家、他们的选民和记者推销。“现在有一种时代精神，认为大型科学更有效，”总部位于里斯本的Champalimaud基金会系统神经科学负责人、反对HBP公开信的共同组织者扎卡里·梅宁说。“但这并不意味着你必须消除竞争。”
不确定的遗产
自从接受调解报告的批评以来，HBP正在进行彻底的改革——这可能使其走向成功。埃贝尔说，该项目正在建立一个新的管理结构，该结构将不再将如此多的权力集中在马科拉姆及其最亲密的同事手中。将会有新的独立监督机构。认知神经科学的一个关键子项目已被恢复，该子项目从核心研究计划中移除加速了去年对HBP的攻击。一个更开放、更具竞争力的协作项目访问HBP资金的流程也在制定中。埃贝尔说，从现在开始，参与该联盟的每个小组（包括马科拉姆的小组）都必须每两年重新申请资金。
该项目还更加紧密地关注并非专门用于模拟大脑的数据工具和软件。尽管调解员批评HBP在理解大脑和治疗其疾病方面提出了“不切实际的期望”，导致“科学信誉的丧失”，但即使是戴恩和梅宁等批评者也完全支持该项目提供计算工具、数据集成和神经研究数学模型的并行目标。
专注于大数据（从一开始就是马科拉姆愿景的核心部分）甚至可能使欧洲的HBP成为美国BRAIN计划的完美补充，后者的新技术预计将产生大量的神经数据。如果HBP缩小到其技术核心——开发用于神经研究的有用计算工具和模型，即使这听起来很平凡——那么亨利·马科拉姆很可能会为神经科学留下伟大而持久的遗产。