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本报综合报道 它几乎和最先进的计算机一样快，却只需要很少的能量。它可以同时处理数千条信息，而且具备纠错功能。它不是由硅材料做成的，它的历史比计算机芯片悠久得多，它就是人类的大脑。为了寻找灵感，高级电脑的设计师们开始研究起人脑神经科学。在比较计算机和人脑的过程中，科学家时时感到困惑———为什么计算机不能更加像人脑。
在IBM高级工程师Kerry Bernstein看来，人脑对计算机设计具有惊人的启迪潜力。这 一设想源于数年前Bernstein在健身房与一位神经外科医生的偶遇。Martin Bednar当时还是佛蒙特大学神经外科研究学院负责人，他向Bernstein解释了神经元和大脑工作的原理。Bernstein则回报以晶体管和芯片的内幕。突然两人都意识到，这两者背后的物理原理几乎完全相同。于是这样一个问题冒了出来：如果基于相同的物理原理，两套系统的演进是否最终都是以解决电脑问题为方向？答案是肯定的。
只是，人脑拥有天赋优势：它的工作速度约12千赫，而燃烧的热能却是电脑的零头。如此一对比，它比世界上最快的电脑的效率还高。Bernstein说：“造成差别的根本原因在于电子技术的局限。随着电脑速度提高，芯片体积缩小，单位面积压缩的信息更多，要求的精确性相应提高，使用的能量更多。这正是计算机工程师所面临的困境———物理的局限性。信息越来越多、空间却越来越小，芯片的发展似乎陷入了死胡同。”
像Bernstein一样，所有的电脑工程师都在疯狂地寻找新的途径，他们坚信肯定存在出路。Bernstein说：“电子科学的发展仍然处于迅猛上升阶段，它的演进速度大大超过人类。哺乳动物的脑面积每10万年才增加一平方英尺。而根据摩尔定律，微处理器每12到18个月效率就可增长一倍。”
Bernstein与Bednar第一次谈话就促成了神经外科专家与IBM的合作项目。神经外科医生不时到IBM讲授学科内最新发现，而Bernstein每年必到神经外科学术年会做演讲。Berstein说：“我们的交流是双方都采取主动，迄今为止，我们已从脑神经科学中获得大量灵感，它们都可以利用到微处理器设计中。”
计算机与医学互动
掌握人脑工作原理可启发设计更高效的集成电路，量子计算机和将神经元移植到电脑芯片上的创举都从人脑神经科学中得到了启发。
反过来，神经外科医生学会了如何利用电脑改进脑外科手术。高科技机器人、纳米技术、成像技术使外科医生能够深入观察大脑的局部，在此基础上计划手术细节。科罗拉多大学神经外科系的Issam Awad博士说：“大约10年前，人们开始意识到，计算机技术将成为神经外科领域非常重要的工具，因此我们必须预测未来电脑的应用。”电脑技术可能在未来的某一天被用来设计神经系统，或者被移植进人的大脑。Awad介绍说，在这一领域人们已经有了初步的尝试，比如年初，美国科学家通过给老鼠大脑植入微处理器，成功创造出遥控老鼠。
“对于中风症患者，芯片与人体的结合可能成为他们康复的希望。植入芯片可部分改善人脑功能，弥补受损大脑，承担一些生物信号传送工作。”
对于电脑工程师而言，在模仿大脑的基础上可诞生新一代的电子物种。IBM电脑工程师Bernstein说：“我们已经设计出一种与人的神经元非常相似的集成电路。在这一基础上，我们能够仿造出完整的大脑模式。”部分计算机工程师认为，他们正在目睹一种新电子物种的崛起。
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