繪人腦圖譜 看腦洞如何大開

駱清銘 圖/廣州日報全媒體記者杜安娜、張丹

在色彩斑斕的腦圖譜中，可以清楚地看到每根神經元的走向 圖/廣州日報全媒體記者杜安娜、張丹

圖/廣州日報全媒體記者杜安娜、張丹

剛結束在天津的學術會議，晚上八時多趕到北京，從地鐵口走出來的駱清銘，戴著黑色棒球帽，拖著行李箱，樸實猶如一名旅者。雖年過半百，但他講話的語速和眼神里，卻越發透出年輕的朝氣。

這位其貌不揚的「旅者」，正是當年建立顯微光學切片斷層成像系統技術（MOST），創造出了當時世界上最精細的小鼠全腦神經元三維連接圖譜，從而斬獲「2011年度中國十大科學進展」的人。

前不久，基於MOST技術而誕生的給大腦「拍彩照」的技術，再次舉世矚目。「如果以前的技術是『拍黑白照』，現在就是『拍彩照』。」駱清銘說，「在全球範圍內來看，我們要率先以工業化方式，大規模、標準化、高分辨來建立世界上最好的腦連接圖譜。這是一場科學的賽跑，希望我國的『腦計劃』能早日啟動，依靠自主核心技術在這一領域佔據先機。」

人物檔案

駱清銘，1966年生，湖北蘄春人，教授、博士生導師，中共黨員，華中科技大學副校長。1999年他受聘教育部「長江學者獎勵計劃」特聘教授（首批），2000年榮獲國家傑出青年科學基金，2007年當選國際光學工程學會會士。

華中科技大學副校長駱清銘喜歡用「有趣」和「有用」來描述人生的這十六年時光。「差不多就是兩個八年抗戰」：前八年時間研究出來怎麼給大腦「拍黑白照」；後八年時間，創造出怎麼給大腦「拍彩照」，並以工業化的方式來進行，改變原來「小作坊」的科研方式，實現腦科學研究方式的變革。

第一個八年：拍出「黑白照」

駱清銘善於通俗的解釋。「拍黑白照」就是2010年他帶領團隊研發出來的顯微光學切片斷層成像系統技術（MOST）。這項技術，奠定了駱清銘做腦科學研究的技術基礎，在他看來，這是最艱難卻又改寫人生的經歷。

1997年，駱清銘從美國留學回到中國。此前他在賓夕法尼亞大學醫學院最好的實驗室工作了兩年。在美國，他做了一件自己看起來很簡單的事情：測試人腦頂葉運動皮層的運動響應，以光學成像的方式將它表現出來，駱清銘後來還申請了專利。他說，當年的媒體報道將這件事描述為：世界上第一次用光學成像的方式測出了腦的活動。

回國後的駱清銘認為，他可以在腦部研究上做點「文章」。一開始，他做「無損檢測」，但「周邊的人都不相信」。於是，他順藤摸瓜地聯想到，「如果實實在在把腦子裡每一個神經元、毛細血管都做出來，會不會有用」。

雖然當時駱清銘拿了兩個國家自然科學基金項目，但經費加起來也才是有二十四萬元。他只好「東拼」一點，「西湊」一點，又找了學院的幾個老師和學生，研究項目就這樣風風火火地「登場」了。

2002年，他正式啟動高分辨腦連接圖譜研究。2010年，他的「拍黑白照」成果發表在國際頂級期刊《科學》上。現在回想起來，駱清銘已經記不清這八年的艱苦細節，只是那種「重壓」之感依稀浮現於眼前，「帶頭的人心理壓力比受到的苦要大。不知什麼時候是個頭」。

第二個八年：拍出「彩色照」

後面的八年，在駱清銘看來，是被時代推著往前走的。在這一技術之上，後來又有人對他提出，是否可以將「黑白照」做成「彩色」，於是就有了兩色的腦圖譜，再後來，圖譜的色彩元素越來越多，顯示的內容越來越精細。「連藝術家看到，都會驚嘆腦結構的美。」駱清銘指著電腦中色彩斑斕的腦圖譜，忍不住嘆道。

隨著技術的不斷升級，2016年8月8日，《新聞聯播》對駱清銘教授團隊的科研成果進行了報道。報道中介紹，他的技術處在世界領先地位，他所做的腦連接圖譜研究是認知腦功能的科學前沿，那時，駱清銘團隊的目標非常清晰：做成3D人腦連接圖譜。

很快，蘇州工業園區就找到駱清銘，希望能幫助他實現這一目標。2016年10月10日，到今年10月10日，經過一年時間，駱清銘的華中科技大學蘇州腦空間信息研究院建成，於是，就有了今天我們看到的腦部「彩色照片」。

「一群中國科學家卻能給大腦『拍彩照』，讓大腦空間呈現出一個繽紛的多彩世界；並能精準定位，給每個神經元上都標記門牌號；還可以把各種形狀的神經元單拎出來，清楚地看到每根神經元的走向；最牛的是，他們率先以工業化方式大規模、標準化、高分辨繪製腦圖譜數據……」

對話：

令國外折服的「中國技術」

廣州日報：如何理解腦空間信息學？

駱清銘：就是連接腦科學與類腦人工智慧的科學，它可以作為一個橋樑將二者串聯起來。全腦連接圖譜，是人類認知腦功能並進而探討意識本質的科學前沿，對腦疾病防治、人工智慧技術發展，具有引導作用。

打個比方，把人腦看成「地球」，一開始是蠻荒之地，沒有什麼路，隨著社會的進步，開始有了路，後來還有了高鐵。腦子在不斷地發育，一開始都是混沌狀態，之後建立起來了各種連接。

我現在就是要得到整個腦子的神經連接的「道路」，最後才能去研究它的「交通狀況」。

廣州日報：國外如何評價這個「腦連接圖譜」？

駱清銘：國外評價是：這種工業化、大規模、標準化的生產，將改變神經科學的研究方式。就像基因組測序，很多人可以藉助這個做很多事情。將來有腦部疾病，就可以通過這個圖譜去找到並修復它。

美國近期公布的「腦計劃」項目，總投入達2.5億美元，就是建立腦資料庫。其中就需要用到「腦連接圖譜」的「中國技術」。將來我們的「腦計劃」啟動了，應該有希望比美國做得更好。

成立研究院

工業化方式 提高科研速度

廣州日報：你在蘇州成立了一個腦信息空間研究院，當時是如何成立的？

駱清銘：媒體報道後就有很多人找到我，期待能馬上應用。我說我集中精力只做基礎研究，不碰產業。後來蘇州方面的科技部門找到我，很快就一拍即合。

我們去年10月10日簽訂協議，計劃在研究院建成50套設備。《自然》的報道說，中國用工業化的形式來做腦科學研究。過去做一個鼠腦研究要10天，現在平均每天就能處理2至3隻鼠腦，這樣就可以批量地做，大大提高科學研究的速度，並形成標準。所以現在全球都在關注。

廣州日報：這個研究院成立的意義是什麼？

駱清銘：是改變已有的研究方式。現有的研究方式速度很慢，樣本不多，沒有一定的標準。而工業化的核心，就是標準。

現在全球的科學研究都在賽跑，我們的優勢就是這一技術核心，所以我心裡也很著急，希望我們也能儘快把這一研究更進一步，形成標準。

堅持信念

做點有用的事情

廣州日報：如今該項技術已經發展到了怎樣的階段？

駱清銘：在全腦範圍，每一條神經元，就像一條路一樣，非常清晰。所有這些數據，都是其他國家拿不到的，正是我們的核心技術所在。

我們最早的技術是MOST（顯微光學切片斷層成像），後來發展為f-MOST。如果把它理解為一個相機，開始是一個黑白相機，後面是一個彩色相機，再後來發展成多種顏色。

廣州日報：現在國內做研究主要的方式是怎樣的？是否最終能夠規模化？

駱清銘：我們的有些研究，idea（想法）是國外的，買國外的儀器，做出來的成果最後還是到國外去發表。長期以來，這種現象很嚴重。而我推崇的是，要重視發展新技術新方法，最好是研發出具有自主知識產權的新儀器。只有發展了自己的儀器，用它再去開展應用研究，解決問題就簡單多了。所以，現在應該更加重視中國人去研發自己的科學儀器設備。

現在我們做點簡單的研究很容易，但如果想用規模化手段解決重大科學問題，做更大影響力的事情還很難。

廣州日報：你從2002年初開始啟動MOST技術的研究,歷時8年研發成功，最艱難的事是什麼？

駱清銘：從我們的角度來說，這件事很正常。科學研究本來就是探索未知的事。只是帶頭人心裡的壓力，比受的苦要大。關鍵是心裡的煎熬，不知什麼時候是個頭。這個idea是我的，我一直堅信能做得成。能形成現在這樣一個影響力，是我沒有想到的，當時只想把這件事做出來。

廣州日報：你還是堅持了自己的信念？

駱清銘：這個信念來源於一個科學工作者基本的良心。既然我做研究，拿了國家經費，就一定要做點有用的事情。如果我們花費這麼多時間和精力去做一件沒用的事情，就沒意義了。不是說發幾篇文章，把研究從「紙」變成「紙」就行了。

研究做出來之後，不少人說我有遠見。其實並不是這樣，說不定我的研究還真失敗了。但我們有一個基本的要求，就是堅持去「成功」。

技術應用

在疾病領域應用廣泛

廣州日報：全腦連接圖譜未來在疾病這一塊有什麼應用？

駱清銘：在疾病治療方面的應用非常重要。現在北京有教授做了一個脊髓損傷的案例：把脊髓切斷之後又連接起來。脊髓重新連接後，功能是否能恢復正常？將來我就能幫忙證明這件事。

同樣，還有關於藥物效果的研究。我們跟上海一家葯研所合作，能測出藥物使用後，藥效到達了哪些部位？是否真的發揮作用？

我提供了一個平台，能顯示非常直觀的結果，可以精確到一微米的位置。

廣州日報：1997年，你當時為什麼選擇從美國回來？

駱清銘：其實我那時候的想法很樸素。我當時的研究領域是一個新興領域。我從小受的教育是很傳統，心裡覺得至少要為國家做點事。我很慶幸趕上了一個好時代。要說我多有遠見，這不是事實。我只是跟著自己的內心在走。（記者杜安娜、張丹）

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