保罗·艾伦的野心：绘制人类意识的基因图谱

但是，也有很多人表示怀疑，他的这些宏伟新计划是否能产生结果。“他们的第一阶段投资确实取得了预期成果。”麻省理工学院（MIT）教授、1987 年诺贝尔奖获得者、曾对大脑进行过大量研究的利根川进（Susumu Tonegawa）说道。但是，艾伦的产业化策略真的能揭开大脑如何产生意识这一奥秘吗？“这是大脑研究领域中最大的未解之谜之一。”他说，“他的策略是否能成功，我确实不知道。”

健康问题在过去的30 年里决定了艾伦的职业生涯。1982 年，艾伦罹患非霍奇金淋巴瘤后离开了微软公司，其后再也没有回来。

就在比尔· 盖茨把微软公司打造成20 世纪最重要的公司之一时，其股票价值大幅飙涨的艾伦则在自己热爱的领域投入了数十亿美元。其中有运动队，有有线电视公司，有研究实验室。此外，还有首个私人资助的载人航天计划和地外生命研究项目；有盖里（Gehry）设计的音乐体验计划博物馆（EMP Museum）—在某种程度上来说，它是艾伦这个电吉他迷最初给西雅图人亨德里克斯（Jimi Hendrix）的献礼。另外，他还拥有世界上最大的游艇之一Tatoosh—这个近92米长的“美人”设有1.8 米深的遮阳游泳池，以及一间设有法国石灰岩壁炉的客厅。

艾伦在20 世纪90 年代末开始考虑启动一个大型神经科学研究计划，当时，他正在对西雅图生物技术公司进行疾风暴雨式的投资。其中有一家名为罗赛特制药公司（Rosetta Inpharmatics）的机构正在进行的基因研究工作，可以被视为艾伦脑科学研究所小鼠大脑图谱（Mouse Brain Atlas）的前身。公司首席执行官、癌症研究者福润德（Stephen Friend）还记得他与艾伦就建立一所“大脑资料亚历山大图书馆”进行的长谈。他为艾伦安排了一次与沃森（James Watson）的会面，沃森因为与他人共同发现了DNA 的结构而获得诺贝尔奖。

沃森力劝艾伦构想更为宏大的目标。他告诉他，可以建立一个像纽约的洛克菲勒大学（Rockefeller University）或者圣迭戈的索尔克研究院（Salk Institute）那样的机构，并将这一科学领域的顶级专家招募进来。对此，艾伦犹豫不决，既因为这个计划10 亿美元的投资额，也因为关闭英特威尔研究公司留下的记忆，该研究公司的失败，部分可归咎于他招募了太多只为自己从事的研究项目展开竞争的科学家。

但是，人类基因组测序计划—彰显产业化科学研究力量的一个例证—让他备受鼓舞，他想为类似的项目提供资助。“我是个确实有能力让全世界的科学家启动某些计划而做些事情的人。”

可结果呢？艾伦决定召集一系列他称为“专家研讨会”的会议，也就是头脑风暴会议，最初一次在西雅图，之后两次与科学家的研讨则是在巨型游艇Tatoosh 上。嘉宾包括沃森，另一位诺贝尔奖得主、神经系统科学家阿克塞尔（Richard Axel）以及同样荣获诺贝尔奖的哈特韦尔（Leland Hartwell）。所有科学家都提出了与自己的兴趣相近的设想。心理学家和语言学家平克（Steven Pinker）认为，作为“社会一分子”的研
究机构，应该既研究神经学，也研究行为学。还有人想让这个机构专注于秀丽隐杆线虫（C. elegans worm）或者灵长类动物等实验动物的研究。

但是，加利福尼亚理工学院的神经系统科学家和遗传学家安德森提出了最终胜出的设想：基因如何在小鼠大脑中工作的图谱。小鼠身上的每个细胞都有大约2 万个基因，就这一点而言，人类也一样。让一个心脏细胞与一个脑细胞不同的是这些基因的利用方式。就像观察计算机读取硬盘一样，科学家可以观察基因序列的表达情况。为了表达一个基因序列，细胞必须把固定在细胞中部的DNA，转变成名为RNA 的化学信使。

科学家正在攻克如何从RNA 水平进行检测的技术，弄清小鼠大脑的哪些部分使用哪些基因，有助于神经系统科学家弄清这些基因的作用。

艾伦谈到，尽管每一位研究者都有自己的研究计划，不过所有科学家都认为，这个计划值得实施。他说：“这个计划之所以对我很有吸引力，是因为它是人们从来没有做过的东西，是可以扩大规模的项目，是个能建立起一个能让全球取用的数据库的计划，而且能全面提升神经系统科学研究的水平。”此外，这个计划很像他在微软公司扮演的角色，他在微软创建了可供他人编写软件的模拟器，他这次同样要创建开发工具，只是使用者是神经系统科学家。

他母亲非常喜欢读书，当有人让她说出最喜欢的100 部书时，她只能把书目减少到165 本，突然间，本来能做填字游戏的她，就变得记不得自己所说的话了。2003 年年初，她被诊断出患有老年痴呆症。艾伦在自己的日记中写到，他“心里非常难受”，为此，艾伦脑科学研究所以首批1 亿美元捐赠资金迅速启动起来。

有些慈善家将金钱用于捐助建筑或基础设施，有些则将金钱直接捐助给贫困者。而艾伦则为了解决大脑难题将钱花在了人才身上。起初，他聘任琼斯（Allan Jones）绘制小鼠脑图，琼斯曾在艾伦小试身手的基因科学初创企业罗赛特制药公司工作。很快，他就接管了整个研究所。

琼斯没有聘任大牌教授，而是招募了60 个年轻的科学家。小鼠大脑经冷冻后，用自动切片机切片，每个切片都放置到一个显微镜载玻片上。之后，技术人员将每个切片浸入一种RNA 染色液中，这种溶液能将含有某个RNA 序列的细胞染上特定的颜色。每个切片只能捕捉到一个基因，每个小鼠大脑只能捕捉到六个基因，这就意味着绘制艾伦脑图谱（Allen Brain Atlas）需要4,000 只小鼠，图谱2004 年上线，供人们免费试用，大部分工作完成于2006 年。完整的图谱包括25 万个切片上的8,500 万幅图像，这个600 兆兆字节的数据库相当于2003 年互联网全部数据量的一半。

这个小鼠脑图很快就成了全球企业界和学术界神经系统科学家的标准工具。2006 年，艾伦脑科学研究所以外的科学家，利用这个图谱发现了可能会影响人类多发性硬化症、饮食紊乱症以及记忆障碍敏感性的基因。强生公司（Johnson & Johnson）神经系统科学研发部负责人曼吉（Husseini K. Manji）说，他手下的科学家利用这个图谱独有的基因数据开展了一些研究项目。对麻省理工学院的博伊登（Ed Boyden）来说，寻找某些基因可以让他确定开展什么实验。这个研究项目培育的一个实验室小鼠品系，甚至成了美国最受欢迎的宠物之一。

而在实验室以外，对艾伦来说，这段时间则是个黑暗的时期。2008 年，他因心律失常实施心脏瓣膜置换手术。一个月后，他的肺部出现积水，必须进行另一次手术。就在肺积水不断恶化的时候，医生又诊断出晚期非霍奇金淋巴瘤，并已从淋巴结扩散。忍受着化疗造成的彻骨疲劳，他口述了自传《谋士》（Idea Man）的部分内容。与此同时，他提供支持的有线电视公司宪章传播则申请破产保护。

对他来说，这个神经系统科学研究中心的迅猛发展是个令人欣慰的解脱。艾伦喜欢用问题“鞭打”他的科学家们，喜欢策划未来之路。凭借小鼠脑图的成功，他向一个更艰巨的计划又投入了1 亿美元，那就是绘制人类大脑图谱，人类大脑的体积是小鼠大脑的3,000 倍，细胞数量是小鼠大脑的1,000 倍。

制作人类大脑切片和为其染色的所有设备都必须重新装配。更重要的是，他们很难获得人类大脑。绘制这个图谱不需要1,000 个人类大脑，只需不到10 个即可，但这些大脑要来自死于壮年的人，而且大脑没有被外伤或疾病破坏。

4 年以后，研究所得到了6 个捐赠的大脑，并对其中的4 个进行了一定程度的分析。这个项目应该在今年完成，但2010 年上线的第一批大脑图谱就已经产生了科学成果。新图谱显示，最初得到的两个人类大脑的基因表达差异很小，这为科学家弄清其中的某些意义带来了希望。

这个发现有什么意义呢？旧金山加利福尼亚大学一位名叫沃伊泰克（BradleyVoytek）的年轻神经系统科学家，利用软件将在科学文献中频频一起出现的词语，与在艾伦大脑图谱中表达基因的对应区域进行了匹配。举例来说，他发现，研究血清素—百忧解（Prozac）和左洛复（Zoloft）抑制的神经递质—的科学家，在其研究中忽视了大脑中表达这种化学物质的两个区域。这两个区域甚至在偏头痛中也扮演着某些角色。这种数据驱动方法，让人们提出了关于大脑工作原理的800 个新想法，科学家可以对其一一检测，这种计算方法为我们破解大脑中的“计算机”的工作原理带来了希望。

艾伦认为，彻底了解大脑很像一个中世纪的铁匠用逆向工程的方法制造一架喷气飞机。他面对的不只是不知道机翼如何固定在机身上，以及如何让引擎运转起来的问题，他甚至不知道空气穿过机翼时会产生升力的基本理论。“基于 摩尔定律 （Moore's Law）的技术比神经系统科学要容易得多，”艾伦说，“大脑的运作方式与计算机的工作方式大相径庭。计算机的结构非常规则，非常统一，有一堆存储器，有可以计算小段存储信息、将它们彼此整合到一起并将其存储在某个地方的运算元件，这是个非常简单的工作。”

“在大多数情况下，想学习为计算机编程的人都能学会。你也可以开始编程。我就是在中学开始的。我和比尔· 盖茨以及我们的朋友们都做过这个工作。我们可以在几个月内就学会编写程序，钻研几年，就能弄清计算原理。”

而在进化形成的人类大脑中，每一个微小的部分都与其他的微小部分大不相同。“人类大脑的复杂程度令人惊骇。”艾伦说道，要想弄清它，还需要“数十年再加上数十年”更深入的研究。“我们知道，已有数十人获得了诺贝尔奖，”他说，“可还没人因为弄清了大脑的工作原理而获奖。”

尽管面临着如此艰巨的挑战，可艾伦并没有却步。那群来研究所短期工作的年轻科学家离开以后，他在18 个月内招募了这个国家的三位顶尖神经系统科学家—研究所的总人数增加了两倍，现已达200人，并制订了人员数量再次翻倍的计划，研究人员也将搬入一个面积更大的新大楼工作。左臂有苹果电脑标志文身的加利福尼亚理工学院前物理学家科克（Christof Koch）谈到，他的同事觉得他舍弃安全无忧的教职简直是疯了，但他认为，没有其他途径可以完成这项工作。外面有1 万个神经系统科学实验室，但是，没人从事规模如此庞大的研究工作。“我们有10 年研究计划，这些工作不可能在大学里完成。”

从哈佛辞去教职的里德（Clay Reid）研究的是小鼠的视觉皮质。“我对后续工作怀有宏大的梦想，但在其他任何地方都不可能实现这些梦想。”这个名为“大脑望远镜”（Mindscope）的项目，旨在利用激光显微镜等工具—也就是我与艾伦会面时他第一次看到的那种装置—构建小鼠视觉系统的计算机模型。离开斯坦福大学的神经系统科学家里多尔梅奇（Ricardo Dolmetsch）则要迎接另一项挑战：利用干细胞来了解大脑的构成。“如果一位机修工不知道一辆汽车里有多少零部件，你会信任他吗？” 科克打趣道，他将目前用药物治疗抑郁症和精神分裂症的方法，比作用这种方式修理汽车：在车篷上泼洒机油，指望着有些机油能流进发动机。

在延揽这些人才的过程中，作为无与伦比的企业家和局外人，艾伦改变了立场。就像软件业的发展早期一样，通常而言，科学研究也是由数百位甚至上千位科学家独自进行的，他们彼此竞争、争先恐后—即便是索尔克研究院和洛克菲勒大学这类大型研究机构也是以这种方式运作的。对某些人来说，艾伦这种工业化策略，也就是研究者所知的“大科学”（big science），是个令人担忧的趋势。“在我的职业生涯中，现在对神经系统科学资助的状况是最糟糕的。”纽约大学的神经系统科学家莫夫肖（Tony Movshon）说，“我认为，研究者主导型的小规模科学研究，才是取得创见的最佳途径。”

即便是让艾伦最初获得启示的人类基因组计划，DNA 测序技术的商业化进程也放慢了，原因可能在于，应用生物系统公司（Applied Biosciences）一家企业制造的测序仪形成了垄断。只有这个计划完成以后，也就是成本低廉的新企业进入这一领域之后，我们才能在基因研究上取得新突破。

“有些工作需要你设定标准，需要系统性地大规模开展工作。” 艾伦脑科学研究所的首席执行官琼斯耸耸肩说道，“小型实验室无法出色完成这些工作。”他指出，在物理学界，让所有人达成共识、共同完成欧洲原子核研究组织（CERN）超级对撞机这类大型项目是标准惯例。我们没有理由认为，一个破解大脑秘密的群体所需的人员，应该比探索宇宙奥秘所需的人员更少。

艾伦现在变得更为乐观了。他说：“几年以后，证据将会在我们所选择的这条道路上显现出来，那时候，我们会看到我们现在正在实施的这些新计划的成果。”艾伦投资的3 亿美元是5 年期的投入，但是，他和团队讨论的并不是5 年，也不是10 年的周期—他们瞻望的是未来的数十年。自称感觉非常好、癌症已治愈的艾伦说，只要科学家们继续研究，他就会无限期地提供捐助—他甚至拟定了自己亡故后为该研究所提供资金的计划。“我遗产的很大一部分，都会捐助给这种面向未来的工作。”他说道。