《BBC知識》前所未有的心智圖譜

■ 空前細膩的人腦線路圖為腦科學開創新局。

作者│詹姆斯‧ 威茨（James Witts）　譯者│蔡承志

如今有一顆腦以數位形式存在電腦裡供後代使用，這恐怕是它從來不曾想過的事。那是一名六十五歲的歐洲女性捐贈給醫學界的腦，經過掃描並轉換成最精密的細部結構圖譜。這組3D圖譜成為研究人員強大的新工具，幫助我們了解人腦如何運作。

五年前，也就是這顆腦剛捐贈時，最精細的真實腦部圖像不會比人類肉眼所見細密多少。不過「BigBrain」呈現的腦圖像幾乎達到細胞等級：你可以拉近看到區區二十微米寬的特徵（一千微米等於一毫米），解析度是先前最佳觀測的五十倍。這個3D模型還可以和其他資料合併，好比腦中各部位的基因活動，用新的角度探究這最複雜的器官。全世界的研究人員將能下載BigBrain的數位切片影像，用它來協助手邊的研究。
「腦的功能和結構是一體兩面，」該研究的主持人，德國杜塞道夫大學的凱特琳‧阿穆茲教授（Katrin Amunts）說明，「想了解腦的功能，非得認識腦的解剖構造不可，尤其要了解它的微觀結構。」

那顆捐贈的腦約一千四百公克重，以石蠟浸泡，在杜塞道夫大學腦部研究中心踏上旅途，邁向數位不朽。那個器官在那裡以一台類似培根切片機的機器切成7,404個縱切片，每片的厚度大概就像保鮮膜。切片經染色後置於玻片上並進行掃描。

掃描得到的資料便交由加拿大麥吉爾大學的電腦科學家轉為3D模型「BigBrain」。這項作業非常浩大，因為每片數位化切片都必須和下一片精確對齊。整顆數位腦最後占用了整整一兆位元組（1 TB）的運算空間。

這套腦圖集是人腦計畫（Human Brain Project）的一環，這項斥資十億歐元的計畫打算模擬整個人腦的運作，預計花十年打造出數位心智，而BigBrain將幫助我們邁向目標。

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作者／詹姆斯‧威茨 體育記者，擁有體育科學學位。

●本文選自《BBC知識國際中文版》第26期（2013年10月號）。版權所有，轉載請註明出處。

責任編輯：Vita Chen