如果被要求說出一個鮮為人知且未繪製地圖的地區，也許您會建議非洲、南極洲或海底的偏遠地區。但我認為，不是你自己的大腦。
然而，儘管我們人類已經探索了地球，並對宇宙的遙遠地方有了深入的了解，但我們的大腦仍然神秘而奇妙。事實上，人類大腦被描述為人類已知的最複雜的結構。
一些基本特徵是熟悉的，例如錯綜複雜的折疊表面、有四個葉的大腦、小腦或“小腦”，以及邊緣系統或“情緒腦”。部分透過對腦損傷患者進行的實驗，我們對這些區域發生的情況有了一些了解。然而細節很少，這並不奇怪，因為每個成年人的大腦都包含密集的神經纖維網絡，稱為軸突，總長度可能超過 150,000 公里。
現在，我們正在製作一張地圖，顯示軸突的排列方式，並詳細說明大腦的連接。這張圖譜被稱為“連接組”，該術語由瑞士洛桑大學醫院的神經科學家帕特里克·哈格曼博士和美國印第安納大學的奧拉夫·斯波恩斯博士於2005 年分別創造，並且故意與“基因組」相似。
正如人類基因組計劃是一項繪製人類基因組基因圖譜的雄心勃勃的冒險一樣，人類連接組計劃的宏偉目標是揭示大腦的詳細結構。到目前為止，儘管研究團隊已經製作了華麗的圖像，其中主要軸突路線由多色線代表，但成果還很少。其中一張被用作英國搖滾樂團 Muse 最新專輯的封面。然而，很多事情都是值得期待的，例如更複雜的腦部手術。
該計畫由美國國立衛生研究院發起，該機構於 2010 年向目前正在進行測繪工作的兩個財團撥款 $4000 萬美元。大部分資金用於購買高度複雜的新型磁振造影 (MRI) 平台。美國國家心理健康研究所所長 Thomas Insel 表示：“HCP 確實是一項重大而嚴峻的挑戰：繪製整個活人大腦的接線圖。”
這並不是第一次繪製連接組圖，但迄今為止唯一的例子是一種只有 302 個神經元（通常包括軸突的神經細胞）的微小蠕蟲。透過將它們的身體切片並用電子顯微鏡檢查，研究人員繪製了神經元及其連接或突觸的詳細接線圖。儘管這個過程看起來很簡單，但創建該圖表花了大約十年的時間，又花了二十年才發布更全面的版本。
人類連結組提出了更大的挑戰。例如，可能有 86 到 1000 億個神經元和大約 100 兆個突觸。然後，人類連接組項目重點關注活體受試者，而不是切片腦組織。沒有人的連接組是固定的，因為連接可能會隨著時間的推移而變化。
核磁共振技術不是觀察神經元本身，而是透過檢測水分子的運動來揭示它們。儘管水並沒有真正流過腦組織，但單一分子往往沿著軸突排列移動得更快——無論是在軸突內部還是外部，比與軸突成一定角度時移動得更快。透過將比典型 MRI 掃描儀更強大的磁鐵與專門開發的分析技術相結合，這使得掃描某人的大腦並產生相對較大比例的神經通路和連接圖成為可能。
毫不奇怪，人類連結組計畫的參與者和支持者對其價值持樂觀態度。麻省理工學院的神經科學家 Sebastian Seung 是該倡議的關鍵參與者；在他的書中 連結組：大腦的接線如何使我們成為自己， 他寫道：「你不只是你的基因。你就是你的連結體。上個月[二月]，一個專案團隊公佈的結果支持了他的主張。他們發現，個體之間的差異在大腦演化程度較高的區域最為明顯，其中連結性變異的程度有助於預測個體行為上的差異程度。
在一篇題為「大腦中的交響曲」的部落格文章中，美國國立衛生研究院院長弗朗西斯·柯林斯預測，該計畫產生的知識「應該產生新的、更好的方法來檢測、治療並最終預防目前破壞和破壞大腦的大腦疾病”。許多生命。”
其他一些神經科學家則對此印像不深。倫敦國王學院MRC 發育神經生物學中心主任安德魯·拉姆斯登(Andrew Lumsden) 在給Seung 書的評論者的一封電子郵件中寫道，雖然“SS 令人難忘（如果令人作嘔）'我不僅僅是我的基因組，我是我的連接組'”從非常膚淺的角度來看，這可能是正確的，但他們不會使用當前的方法以任何有用的方式解決連接問題。”
即便如此，更多關於大腦結構和運作的研究正在進行或計劃中。美國有一個小鼠連接組計畫。倫敦聖托馬斯醫院建立了一個新生兒磁振造影臨床研究設施，該設施是人類連接組計畫的一部分，將繪製嬰兒在子宮內發育和出生後的大腦圖譜。一月份，歐盟委員會向人腦計畫撥款十億歐元，該計畫旨在在電腦中模擬人腦。
上個月末，科學家報告稱，他們透過網路連接了兩隻老鼠的大腦——一隻在美國東南部，另一隻在巴西——老鼠在執行包括按下槓桿喝水等任務時進行合作。如果這看起來像是朝著科幻電影中相互聯繫的人類邁出的一小步 矩陣，考慮一下有關美國總統歐巴馬提出的大腦活動圖計畫潛在陷阱的說法，該計畫可能涵蓋神經網路及其功能。
儘管缺乏細節，但該項目已經受到批評，因為它成本高昂，而且很可能將資金轉移到更有價值的研究上。 《時尚先生》的一篇文章不祥地預測，“該項目也可能提供第一個遠程控制人類思維的可行方法。”