一、中國不應在新科學革命前夜錯失機會

每一次人類社會的重大技術變革都會導致新領域的科學革命，大航海時代使人類看到了生物的多樣性和孤立生態系統對生物的影響。無論是達爾文還是華萊士都是跟隨遠航的船隊才發現了生物的進化現象。

大工業革命使人類無論在力量的使用還是觀察能力都獲得的極大的提高。為此後100年開始的物理學大突破，奠定了技術基礎。這些突破包括牛頓的萬有引力，愛因斯坦的相對論，和眾多科學家創建的量子力學大廈，這些突破都與」力「和」觀測「有關。

互聯網革命對於人類的影響已經遠遠超過了大工業革命。與工業革命增強人類的力量和視野不同，互聯網極大的增強了人類的智慧，豐富了人類的知識。而智慧和知識恰恰與大腦的關係最為密切.

如果我們觀察近20年來互聯網出現的新應用和新功能，可以直觀的發現互聯網與大腦結構具有越來越多的相似性。這些現象包括：印表機，複印機的遠程操控，醫生通過遠程網路進行手術;中國水利部門在土壤，河流，空氣中安放感測器，及時將氣溫，濕度，風速等數據通過互聯網傳輸到信息處理中心，形成報告供防汛抗旱決策使用;Google推出了「街景「服務，在城市中安裝安裝多鏡頭攝像機，互聯網用戶可以實時觀看丹佛、拉斯維加斯、邁阿密、紐約和舊金山等城市的風貌等。

這些新互聯網現象分別具備了運動神經系統，軀體感覺神經系統，視覺神經系統的萌芽，基於以上互聯網新現象，從2008年開始，中國的研究人員不斷發表論文，提出互聯網與腦科學交叉對比研究為兩個巨系統提供參照系的觀點：

「互聯網將向著與人類大腦高度相似的方向進化，它將具備自己的視覺、聽覺、觸覺、運動神經系統，也會擁有自己的記憶神經系統、中樞神經系統、自主神經系統。另一方面，人腦至少在數萬年以前就已經進化出所有的互聯網功能，不斷發展的互聯網將幫助神經學科學家揭開大腦的秘密。科學實驗將證明大腦中也經擁有Google一樣的搜索引擎，Facebook一樣的SNS系統，IPv4一樣的地址編碼系統，思科一樣的路由系統。。。」

從2010年開始，美國科學家也開始從學術上關注互聯網與腦科學的關係，2010年8月美國南加州大學神經系統科學家拉里·斯旺森和理查德·湯普森在《國家科學院院刊》（PNAS）發表論文用互聯網路由機制解釋老鼠大腦的信號如何繞過破壞區域到達目標區域。

2012年11月16日，加州大學聖迭戈分校DmitriKrioukov在2012年11月的《ScientificReport》發表論文提出利用計算機模擬並結合多種其他計算，提出許多複雜網路如互聯網、社交網、腦神經網路等有高度的相似性。

無論從開始研究的時間和研究的深度，目前看，中國在互聯網，腦科學和人工智慧的交叉研究上已經走在世界的前沿，在新一輪科學革命的前夜，中國科學應該進一步推進互聯網，腦科學與人工智慧的結合研究，不能錯失這次新科學革命帶來的機遇。

二、歐美腦計劃存在重大缺陷

1.世界各國大腦計劃綜述

在自然科學領域，大腦之謎是和宇宙之謎等量齊觀的科學難題。自從有歷史記錄以來，無論是東方還是西方，大腦和神志（mind）的關係就一直被人類關注和思索。人類對腦的認識從不斷的觀察、思考、辯論、試錯、糾正中得到提高，最後演變成現代的神經科學。

經過數千年研究和發展，到21世紀，一個具有無限生命力的神經科學形成了，它囊括許多有關學科，包括神經生理學、神經解剖學、神經組織學與組織化學、神經超顯微結構學、神經化學、神經免疫學、神經病學、精神病學、腦腫瘤學、腦診斷學以及神經行為學和生理心理學等等。神經科學已成為當代科學發展的最前沿，新技術，新發現層出不窮，日新月異。隨著20世紀新技術的出現，特別是計算機，信息學，人工智慧的出現，腦科學研究也正在出現新的研究浪潮。

2005年，瑞士洛桑理工學院的科學家亨利?馬卡蘭提出藍腦計劃，希望在2015年製造出「人造大腦」，以達到治療阿爾茨海默氏症和帕金森氏症的目的。他的想法是「拆除之後再重建」哺乳類動物的大腦，計劃將分為幾個階段2008年先用嚙齒動物做實驗，2011年後將試圖組裝一個貓的大腦，在2015年正式組裝人類大腦之前可能還會製造獼猴的大腦。

2013年4月，美國宣布啟動「腦計劃」；2014年6月，美國國立衛生研究院發布「腦計劃」路線圖，詳細闡述了腦科學計劃的研究目標、重點領域、實施方案、具體成果、時間與經費估算等，提出將重點資助9個大腦研究領域：統計大腦細胞類型，建立大腦結構圖，開發大規模神經網路記錄技術，開發操作神經迴路的工具，了解神經細胞與個體行為之間的聯繫，整合神經科學實驗與理論、模型、統計學等，描述人類大腦成像技術的機制，為科學研究建立收集人類數據的機制，知識傳播與培訓。2014年8月，美國國家科學基金會宣布，將資助36項腦科學相關項目，涉及實時全腦成像、新的神經網路理論以及下一代光遺傳學技術等。美國國防高級研究計劃局（DARPA）近年來啟動了數十項旨在提高對大腦動態和機制的了解、推進相關技術應用的項目，包括可靠神經介面技術項目、革命性假肢、恢復編碼存儲器集成神經裝置、重組和加速傷勢恢復項目、將模擬大腦用於複雜信號處理和數據分析項目等。

2013年，歐盟委員會宣布將「人腦工程」列入「未來新興技術旗艦計劃」，力圖集合多方力量，為基於信息通信技術的新型腦研究模式奠定基礎，加速腦科學研究成果轉化。該計劃被認為是目前世界最先進的腦科學大型研究計劃，由瑞士洛桑理工學院統籌協調，歐盟130家有關科研機構組成，預算12億歐元，預期研究期限10年，旨在深入研究和理解人類大腦的運作機理，在大量科研數據和知識積累的基礎上，開發出新的前沿醫學和信息技術。該計劃首先利用30個月的時間，建設涉及神經信息學、大腦模擬、高性能計算、醫學信息學、神經形態計算和神經機器人等6座大型試驗與科研基礎設施。這些設施將對全球科技人員開放，邀請世界頂尖科學家參與研究。

日本大腦研究計劃Brain/MINDS (Brain Mapping by Integrated Neurotechnologies for Disease Studies)主要是通過對狨猴大腦的研究來加快人類大腦疾病，如老年性痴呆和精神分裂症的研究。9月11日，日本科學省宣布了大腦研究計劃的首席科學家和組織模式。 日本大腦研究計劃第一年將投入30億日元（2700萬美元），第二年可能增加到40億日元，相對於美國和歐洲的10億美元以上規模大腦研究計劃，日本的計劃就好象是小弟弟。但是，日本的大腦研究計劃主要利用狨猴這種更接近人類的靈長類動物，能彌補用鼠類研究經常不同於人類的缺陷，尤其是在疾病研究方面。

在中國，腦科學研究已被列為「事關我國未來發展的重大科技項目」之一，上海市政府已將腦科學列為市重大科技項目，2015年3月，復旦大學牽頭聯合浙江大學、華中科技大學、同濟大學、上海交通大學等十幾所高校及中科院研究所，成立「腦科學協同創新中心」，推進腦科學研究和轉化應用，2015年9月1日 ，北京市科委召開的「腦科學研究」專項工作啟動會宣布北京市將從腦認知和腦醫學、腦認知與類腦計算兩個方向重點開展腦科學的研究工作。

另一方面世界級互聯網企業也推出自己的人工智慧大腦計劃，2011年以來，GoogleX實驗室實施了「谷歌大腦」工程，通過1.6萬片CPU核構建了一個龐大的系統，用於模擬人類的大腦神經網路，通過深度學習等神經網路技術和觀看YouTube視頻等方式，不斷學習識別人臉、貓臉以及其他事物。

2014開始，包括百度，訊飛，愛奇藝，京東也推出各自的人工智慧腦計劃，希望利用深度學習與大數據結合發展互聯網中的人工智慧應用。

2.歐美腦計劃存在的重大缺陷

在歐美腦計劃引起巨大反響的同時，質疑的聲音也不斷產生，「這是因為缺少一個腦科學的統一框架。」美國哥倫比亞大學神經學家拉斐爾?尤斯特說，科學家現在只能研究其中的個體或小部分，就像是「通過一個像素來理解電視節目一樣」。這些連接之間的每一層次都有各自的運作法則。但是，「這些運作法則，我們目前幾乎一無所知」。

對於2005年啟動的藍腦計劃，其發起人馬克萊姆教授認為這樣的模型有助於我們更深層的了解大腦是如何工作的，但是其他神經學家持有異議，他們認為此模型與更簡單更抽象的神經迴路模擬相比，沒什麼更大的用處，要說有什麼區別，只不過前者佔用了大量寶貴的運算能力和超算資源。

歐洲腦計劃受到的質疑更大，2014年，200多名神經學領域科學家宣稱將要抵制歐盟的人腦計劃（HumanBrainProject，HBP），聲稱這個耗資12億歐元的大型計劃沒有得到妥善的管理，因此無法達成其模擬人腦內部運作的宏偉目標。倫敦大學學院計算神經科學部門的主任PeterDayan告訴衛報，構建更大規模的大腦模擬的目標顯示是根本不成熟的。「這是在浪費金錢，它會吸干寶貴的神經科學研究的經費，並讓資助這項工作的公眾失望。」

上述質疑背後的核心問題依然是千年來存在的問題延續：還原論與整體論整合困難的問題，歷史上，神經科學家研究大腦之謎主要採用了兩條截然不同的思想線路：還原論和整體論。還原論又被稱為自下而上的研究方法。該方法試圖通過研究單個分子、細胞或迴路等神經系統的基礎元素的特性來理解神經系統。整體論又被稱為自上而下的研究策略。它主要是從研究功能入手來理解神經系統，該方法主要關心的方面是系統的活動如何調節或是反映在行為上。

從文藝復興到現在，人類對神智與腦關係的認識雖已取得多方面的重大進展，然而困惑依舊存在，主要集中於兩點，一是整體論如何與還原論相整合，二是主觀的神智現象如何用客觀方法來研究。

整體論與還原論的整合，怎樣在研究中使整體論與還原論平衡並相互補充，還遠未得到解決。雖然整體論方向，腦科學取得了諸如大腦皮層功能分區，系統性理解感知的形成機理等成果，但迄今為止腦科學研究中還原論思想過多佔據了主導位置，在一系列問題上突出地顯露出當前神經科學的局限性。

例如，存在複雜樹突的整合功能問題。迄今對中樞突觸的研究還局限於中樞模式興奮性突觸，而對於樹突樹的研究，特別是關於樹突棘如何激活、如何匯聚信號並整合成為神經元胞體的興奮，探討的路途尚很遙遠。另外又有神經迴路與腦功能的問題。神經傳導和突觸傳遞要能夠上升為腦區的活動，需有特定神經迴路的活動等問題。

除此之外幾千年以，人類研究大腦的功能結構的困難，還有一個重要原因是複雜精密的活體大腦很難通過直接解剖或磁共振掃描發現其結構與外在功能的一一對應。

3.歐美腦計劃忽視一個重要新因素-互聯網

每一次人類社會的重大技術變革都會導致新領域的科學革命，大航海時代使人類看到了生物的多樣性和孤立生態系統對生物的影響。無論是達爾文還是華萊士都是跟隨遠航的船隊才發現了生物的進化現象。

大工業革命使人類無論在力量的使用還是觀察能力都獲得的極大的提高。為此後100年開始的物理學大突破，奠定了技術基礎。這些突破包括牛頓的萬有引力，愛因斯坦的相對論，和眾多科學家創建的量子力學大廈，這些突破都與」力「和」觀測「有關。

互聯網革命對於人類的影響已經遠遠超過了大工業革命。與工業革命增強人類的力量和視野不同，互聯網極大的增強了人類的智慧，豐富了人類的知識。而智慧和知識恰恰與大腦的關係最為密切.

從2005年開始，互聯網與腦科學進行交叉對比研究的思路被提出，並在過去的10年中不斷推進這個領域的研究，包括互聯網大腦功能和架構，以及大腦中的類互聯網現象。取得了一批科研成果。

互聯網與腦科學的結合研究，使得互聯網作為新科技技術為腦科學提供突破性支撐。在這種情況下我們並不需要通過組合億萬個硅基神經元模擬人腦，而且僅僅堆積晶元並不能自然得到人類大腦一樣的功能和智慧。科技的發展為人類從整體論帶來一個非常寶貴的參照系，從科技發展史看，一個原本異常複雜的難題，在經過科技發展的足夠程度後，也許會誕生出一個異常簡單的解。

通過觀察互聯網在科學研究和商業利益的推動下，如何從一個分裂的，不完整的網路結構進化成一個與人類大腦高度相似的組織結構。利用互聯網這面鏡子作為腦整體論研究的突破點。結合腦還原論的細節研究（如分子神經生物學、細胞神經生物學、系統神經生物學、行為神經生物學、發育神經生物學、比較神經生物學等）。

回到美國哥倫比亞大學神經學家拉斐爾?尤斯特的那個比喻，沒有參照物，我們無法用像素了解整個畫面，但如果互聯網與腦科學的交叉研究為我們從另外一個方向製作了一個高度類似模型（雖然它還在變動中），那我們就很容易知道這個像素在圖像中的位置和起到的作用。如下圖所示，A圖是人類大腦全景圖，B是由於客觀原因人類能觀察到的大腦功能結構，C是互聯網進化中的結構，那麼通過研究和觀察C，人類就可以從B推導出A的全貌。

三、建立新科學理論的機遇互聯網神經學

1.腦科學與社會關聯的歷史背景和前人研究

歷史上很多人獨立揭示了社會可以看作為帶有神經系統有機體的概念。例如認為國王是頭，農夫是腳的觀點，至少可以追溯到古希臘人。這個類推為19世紀社會學的創始人提供了靈感。赫伯特·斯賓塞提出《社會是一個有機體》；進化論神學家德日進關注社會是一個有機體的精神組織，稱之為「心智界（noosphere）」；科幻小說作家赫伯特·喬治·威爾斯提出「世界腦」的概念[42]；1983年彼得·羅素撰寫的《地球腦的覺醒——進化的下一次飛躍》從哲學的層面探討地球存在的本源和意義，他提出人類社會通過政治，文化，技術等各種聯繫使地球成為一個類人腦的組織結構，也就是地球腦。

總體上看這些思考和理論還局限在社會學、哲學的層面。由於受到當時互聯網技術發展水平的局限，人們還不能全面了解互聯網的結構和最新應用，無法從科學研究的視角，將互聯網與神經學做交叉對比研究。他們往往把人作為神經元本身進行探討，而沒有發現人腦功能通過映射，在互聯網中出現的類神經元現象，這個重要的區別導致上述這些思考一直無法將研究推進到科學實證研究的方向。

2.建立新科學理論和新科學學科的機遇

2007年開始的互聯網進化研究提出「「互聯網將向著與人類大腦高度相似的方向進化，它將具備自己的視覺、聽覺、觸覺、運動神經系統，也會擁有自己的記憶神經系統、中樞神經系統、自主神經系統。另一方面，人腦至少在數萬年以前就已經進化出所有的互聯網功能，不斷發展的互聯網將幫助神經學科學家揭開大腦的秘密。科學實驗將證明大腦中也經擁有Google一樣的搜索引擎，Facebook一樣的SNS系統，IPv4一樣的地址編碼系統，思科一樣的路由系統。。。」

2010年8月美國南加州大學神經系統科學家拉里·斯旺森和理查德·湯普森在《國家科學院院刊》（PNAS）發表論文用互聯網路由機制解釋老鼠大腦的信號如何繞過破壞區域到達目標區域。

2012年11月16日，加州大學聖迭戈分校DmitriKrioukov在2012年11月的《ScientificReport》發表論文提出利用計算機模擬並結合多種其他計算，提出許多複雜網路如互聯網、社交網、腦神經網路等有高度的相似性。

從過去10年科學研究進展看，互聯網與腦科學這兩個原本距離遙遠的領域，關係遠比想像的要深入和密切，在科學進入21世紀以後，新的技術，應用，概念不斷提示我們，以互聯網，人工智慧，腦科學為基礎進行學科交叉研究，一個新的科學理論或新的科學學科存在構建的機遇，這個新科學領域可以命名為「互聯網神經學「，目標是通過腦科學預測互聯網和人工智慧未來發展趨勢，建立以互聯網架構為參考的模仿大腦模型，從而為揭開大腦之謎建立一條新的科學路徑。

3.互聯網神經學（Internetneurology）的定義

基於神經學的研究成果，將互聯網硬體結構，軟體系統，數據與信息，商業應用有機的整合起來，從而構建互聯網完整架構體系，並預測互聯網沿著神經學路徑可能產生的新功能和新架構；根據互聯網不斷產生和穩定下來的功能結構，提出研究設想，分析人類大腦產生意識，思想，智能，認知的生物學基礎；研究互聯網和人類大腦結構如何相互影響，相互塑造，相互結合，相互促進的雙巨系統交叉關係。

互聯網神經學的5個組成部分

如果以腦科學和互聯網為橫坐標軸兩端，生理學和心理學作為縱坐標的上下兩段，互聯網神經學將由四部分組成：互聯網神經生理學，互聯網神經心理學，腦互聯網生理學，腦互聯網心理學，它們之間的交叉部分將形成第五個組成部分-互聯網認知科學，他們的關係如上圖所示,更為詳細的介紹如下：

（1）互聯網神經生理學（Internetneurophysiology）重點研究基於神經學的互聯網基礎功能和架構，包括但不限於互聯網中樞神經系統，互聯網感覺神經系統，互聯網運動神經系統，互聯網自主神經系統，互聯網神經反射弧，基於深度學習等演算法，運用互聯網大數據進行圖像，聲音，視頻識別等互聯網人工智慧處理機制。

（2）互聯網神經心理學（Internet neuropsychology.）重點研究互聯網在向成熟腦結構進化的過程中，產生的類似神經心理學的互聯網現象。包括但不僅限於互聯網群體智慧的產生問題，互聯網的情緒問題，互聯網夢境的產生和特點，互聯網的智商問題等。

（3）腦互聯網生理學（BrainInternetphysiology）重點研究大腦中存在的類似於互聯網功能結構的地方，使得不斷發展的互聯網成為破解大腦生物學原理的參照系，包括但不僅限於大腦中的類搜索引擎機制，大腦中類互聯網路由機制，大腦中的類IPv4/IPv6機制，大腦神經元類社交網路的交互機制，人類使用互聯網對大腦生理學結構的重塑影響等。

（4）腦互聯網心理學(BrainInternetpsychology)重點研究互聯網對人類大腦在心理學層面的影響和重塑，包括但不僅限於互聯網對使用者產生的網癮問題，互聯網對使用者智商影響問題，互聯網對使用者情緒和社交關係的影響問題等

（5）互聯網認知科學（TheInternetincognitivescience）可看做互聯網神經生理學，互聯網神經心理學，大腦互聯網生理學，大腦互聯網心理學的組合交叉，重點研究互聯網和大腦兩個巨系統相互影響，相互塑造，相互結合，互助進化，從而產生智慧，認知，情緒的深層次原理。