诺贝尔生物学医学获得者托马斯·苏德霍夫：未来的人脑研究应重视与人工智能的聚合

时间倒回2013年。这一年的诺贝尔生物学医学奖颁给了托马斯·苏德霍夫和詹姆斯·罗斯、曼兰迪·谢克曼三人，以表彰他们在细胞内运输系统领域的重大突破。作为诺奖得主之一，托马斯·苏德霍夫把这种运输活动聚焦于特定的身体部位进行研究——即人类的大脑。

“人类大脑由几十亿甚至是几万亿的脑细胞和脑神经组成，并通过脑神经之间的神经突触来处理和传递信息。这跟电脑有相似之处，但从连接来讲，大脑的网络不是硬件，而且它们的传递方式在不断变化。这就是为什么我们经常会失去记忆。”在9月19日举行的第十八届中国西部海外高新科技人才洽谈会开幕式暨天府论坛上，托马斯·苏德霍夫说。

被问及深耕脑科学多年，他个人觉得大脑最有趣的部分是什么时，苏德霍夫表示，“是记忆，我尤其对记忆的工作机制感兴趣。一方面，大脑在潜意识和有意识的状态情况下，能够运转如此非凡的工作。另一方面，人类的记忆又非常糟糕，我们可能仅会记下一些信息碎片，不记得的部分却是大脑想象出来的。记忆，是我最感兴趣的部分。”

当前对于脑部疾病的研究还不够

现场演讲时，苏德霍夫用多张幻灯片展示了人脑的内部构造。“人脑是非常大的器官，而且每个分区功能不同。大脑通过不同模式将神经信息传导到身体当中的各个部位上，就可以来控制和协调整个身体。”

因此，当人的状态有所变化时，大脑网络和信号传输也会有所反映，“比如一个人突然开始集中注意力“，苏德霍夫解释说，“大脑神经突触之间、不同功能区的分布和分工，以及这些突触信号的传递也随之改变。”这正是他和他的团队的研究项目之一——神经突触的传递。

为什么我们需要深入研究大脑的工作机理？在苏德霍夫看来，这不仅是掌握关于人类自己的知识，还是更多去认识人类为什么要做出这样的反应，“更重要的是，很多大脑疾病是造成我们未来行动不便的主因。”

以抑郁症为例，“在过去的很多年里，抑郁症对我们的社会造成了巨大的损失，但是对于抑郁症，我们现在还完全不知道在大脑当中到底是哪一部分引起了这个病症。”苏德霍夫认为，虽然目前人类已在许多领域取得了重大突破，但实际上，我们对脑部的研究仍是不够的。

人工智能或将为人脑研究带来巨大利益

除了谈及个人和团队的研究成果，苏德霍夫也探讨了人工智能和神经科学之间的区别和联系。

实际上，大脑和人工智能的运作方式存在相似之处。“二者都需要海量的数据量、极强的记忆能力和运算能力。”与此同时，二者也有巨大的差异。“在人脑的神经网络中无法计算具体的输入和输出，而电脑却可以实现。”苏德霍夫说。

“有些时候人脑神经突触的传递可能会长达几天，”他解释说，由于无法准确计算，相比人工智能，人脑神经突触的运行过程并不是持续稳定的。这便带来了两个具体的区别——一方面，人工智能在记忆和运算方面做得更好；另一方面，人脑在处理没有预见性的事物上表现更好。

那么，二者又有怎样的关联呢？在苏德霍夫看来，正由于二者在数据库和运算能力上的相通之处，人工智能可以为人脑神经科学的研究带来巨大的利益。

“人工智能可以带来巨大的数据库，而我们完全可以使用这样的数据库进行进一步的运算和计算，以及基础科学的研究。另外，人工智能也希望模拟大脑的运行，这样我们就可以更好去理解人脑的可塑性和大脑皮层的问题。”他说。

也基于此，苏德霍夫呼吁，在未来的神经科学和人工智能研究过程中，需要去注意二者的聚合，这也是推进人脑科学发展的有效途径之一。同时他也强调，“虽然临床试验和基因学以及所有涵盖海量数据的领域，都适用于人工智能。但反过来说，人工智能只是一种研究工具。”