八年前，一组研究大脑的专家们作出判断，探讨人体最复杂的器官的功能的最好方法，就是试验把大脑的一部分在计算机中“培育”。这个试验和它产生的关于大脑功能的新奇理论可能像相对论使物理学发生巨大变化一样引起神经科学的彻底革命。科学家们已制造出塑料心脏，并把肌肉细胞在培养皿中培养。但是能模拟的大脑的一部分在计算机中培养吗？大脑内部的复杂功能能因此而被更好地理解吗？这个任务是艰巨的。过了两年、计算机产生了二百万个“脑细胞”后，里纳斯（R. Llinas）和培里欧尼斯（A. Pellionisz）博士及其合作者——斯坦大学的贝克尔（D. Perkel）博士成功地模拟了负责调整随意动作的人脑的一部分——小脑。当纽约大学医学中心的这两名科学家触发他们模拟的小脑时，它就以真的小脑所特有的那种导电方式起感应。里纳斯说：“就像用一点稻草制造鸟一样，说一声‘好，它就像一只鸟了。能使它像真鸟一样飞吗？’如果它像一只真鸟一样飞，你就有了非常好的模型。”
通过研究被麻醉动物的单独脑细胞或脑的薄片及分离的大脑的导电活动，科学家们熟悉了小脑的结构。他们知道每个小脑外层的细胞是像盘子一样堆积起来的。研究人员们也研究了细胞穿过无数称作突触的小接合点互相联系的方式。
在试验的最初阶段，研究小脑的专家里纳斯和培里欧尼斯就知道这一部位的所有部分，并认为他们知道它们的特性。他们也懂得了大脑的这部分所起作用的范围。正像你熟悉了你表内的各种齿轮和弹簧，并知道这装置告诉人们时间，但这并不意味着你能造一个能走时的表。重要的是懂得结构与功能之间的关系。
人的小脑是由一千亿个神经细胞（神经原）或像银河系中的星星一样多的细胞构成的。这些细胞通过一千万亿个神经间接合（或突触）的网状组织相联系。
小脑的中枢神经原在一端很细，在另外两端粗，长约四亿分之一米。它们看起来有点像用显微镜才能看见的“树”，无数称作树状突的树枝状突起从细胞的一端生长。在另一端，从细胞体发出一个单枝。这个长的中轴（或轴突）把树状突收集的信号传导给其它神经细胞。
每个神经原能通过突触接收化学信号，并把它们沿轴突触电似地传导给另一端的突触。信号在那里又被转变为很多分泌物，这些分泌物穿过下一个细胞并触发它。
没有小脑，动物的动作就不协调，小脑受损伤的人就出现颤抖并很难进行像触摸鼻子这种最简单的动作。
鉴于真的大脑是由神经细胞、血管和支撑组织构成，计算机的大脑需要不同种类的制造材料。为把神经原的程序编入计算机，培里欧尼斯和里纳斯给他们的计算机装配了显微镜和一个电视摄像机，并指令它分析和存储小脑中不同地方的几百个真的神经原的信息。
计算机把每个细胞的精确形状记^录下来：轴突的长度、分枝的数量、分枝间的距离、分枝的角度。它把计算机产生的神经细胞的形状编译成信息，并把这些数据混合到状如神经原的“概率云”中去，这些概率云可作为产生虚拟神经原的样板。
于是像里纳斯、培里欧尼斯和贝克尔指令的那样，计算机制造了几十万个“神经原”，每个神经原与另一个都稍有差异。某些种类的细胞出现于小脑的某些层，并且小脑的每一部分有它朝着特殊方向的平行的神经原，在这一认识支配下，每个细胞被指定到适当的层并定好方向。
神经原的刺激
为使计算机的小脑构造完整，研究人员用神经原刺激它接触的其它任何神经原的能力为它编程序。这样，当计算机放在细胞上，细胞间接触的每个点都变成了突触。
在真正的脑中，基因内没有足够的信息确切地告诉神经原向何处传送神经纤维以及突触到底在何处。而培里欧尼斯和里纳斯相信脑细胞向“附近”而不是向一个正确的部位发育，并只和它们偶然碰到的细胞联会。因此，认为他们制造计算机大脑的方法可能模拟真的神经原的发育。
当人们懂得所有的计算机突触是由细胞分枝纤维中偶然产生的变异所决定的，试验的独特性就变得明显了。据推测，突触的其它点同样起作用。这种模拟说，明使我们能走路，滑雪或写字的有奇异能力的小脑全靠数百万个位置随便的连接，精确的连接是不必要的。
在他们的计算机小脑完善之后，它就是模拟制造的最大的脑，它具有近二百万个“神经细胞”，几乎和青蛙的小脑细胞数相同。在另一次试验中，这两位科学家把计算机模拟的人手臂连接到另一个计算机模拟的“小脑上”，并指令它抄写字母“OK”。
当指令传到小脑时，它的胳臂以秀丽整洁的笔迹写下了“OK”。如果这同样的指令没利用小脑的变换直接传给胳臂，胳臂就发生颤抖，写出小脑有损伤的人写的那种不平稳的字体紊乱的“OK”。
在整个二十世纪，人们把大脑和复杂的机器相比。培里欧尼斯说：“人们现在说大脑像活的计算机，在发明出计算机之前，说它像收音机或电报，或具有当时最高技术水平的任何东西。”在所有的机器中，连接顺序是极其重要的。要绘制一幅大脑和机器间作用的模拟图，研究人员提议，神经系统沿神经的联结链把编码信息传递给大脑的小突起，在那里接收和“译码”。当你看到一个桔子，它的编码信号就沿着你的神经束向下移动。
里纳斯和培里欧尼斯模拟大脑的成功和大脑像机器的理论是有冲突的。如果大脑模拟机器，那它的特殊装线方式将是关键的；电线安装得不适当的计算机根本不是计算机，但大脑的模拟表明平行的神经原能进行很大的变动、并用电线连在一起，丝毫不像机械装置。如果机器能根据这个原理运转，那么立体声收音机的晶体管、电容器和电阻器就可以草率地用电线连接起来，并传出乐曲。
激发图像
如果大脑不像机器那样，它是如何起作用的呢？里纳斯和培里欧尼斯根据他们的模拟提出，信息传到大脑不是由于传导链，而是由于数十万个平行的神经纤维同时兴奋造成的神经活动的结果。因为每个神经原与另一个稍有不同，它感受它自己种类的物体或事件。每个神经纤维以它自己的特殊频率激发起神经兴奋。传导方式即哪个细胞以什么速度激动在脑内产生了图像——我们称之为“思想”。
这种情形有点像很多人目睹撞车事件。每个人都以他自己的观点看待这一事件。但这一事件可以从所有目击者的一致意见中较精确地再现出来。
比如我们对喷气式飞机的概念——它的大小、颜色、形状、声音、引擎数量等，这些外部信息刺激某些神经原。大量的刺激对大脑就“意味着”喷气式飞机。因为脑中有几百万个神经原，几乎无限的图像种类才有可能，所以每个神经原是与外界的独特物体或情况相对应的。
里纳斯利用对彩色电视荧光屏的模拟，证明头脑定期地把离散信号溶解到对一整个物体的概念中。彩色电视荧光屏是由几千个小点构成的，有的小点是红的、有的是蓝的，有的是绿的，有的比其它亮，每个小点从它的附近各有差异地发射出来。但是当你观看《今晚节目》时，你看到的不是小点，而是卡尔森（Johnny Carson）。
如果你手里拿一个苹果，同时你知道它的位置，大小、形状、颜色、结构、硬度、香味和温度。这些方面似乎混合在一起，一下就能看出来，将所有的感受统一起来，称之为苹果。
用科学的术语，培里欧尼斯与里纳斯说，每个人的脑中有一个“N维的超空间”，即几乎能容纳无限种类的不同图像的神经网状组织，每个图像与世界上的物体或事件相对应。这个有点像宇宙的组织使研究人员有办法使伴随概念的几千个神经同时兴奋。
爱因斯坦主张四维的超空间——一个由自然空间的三个维数——长、宽和高加上第四个维数——时间组成的宇宙模型。但超空间可以有三个以上的任何数量的维数。确实，如果时间可以当作一个维数，红色、硬度、温度或无限数量的任何其它性质为什么不可作为一维数呢？
或许是因为受到我们本身的偏见的限制。关于长、宽、高，我们总是想到“尺寸”。当我们要给什么东西作曲线图时，就想到三个轴；X（左和右）、Y（上和下）和Z（前和后）。
现在要设法从三维甚至从四维的限制中解放出来。在方格纸上要设想几百个甚至几千个轴，一个轴代表红色，一个轴代表柔软性，一个轴代表易碎性等等。沿每个轴可以按1到10的标度把特殊性质描述出来。变桔子戏法的演员的球在其最高轨道上将有X、Y、Z的方位值，但它也将有桔黄色值（比如说10），硬度值（比如说4），温度值（比如说5）和很多其它特性。在N维的超空间的某处便是坐标为这些数的点，那个点正是这个球。
简单地说，超空间的概念——脑功能的所谓张量网状组织理论就是这样起作用的；每个神经原被当作一个维，它激发的次数被认为是在那个维上的基数。正像可以使和变戏法者的球有联系的理论值相应于超空间中的单独一点一样，任何刺激产生的神经原的激发值也能做到这样。
用一个有点儿抽象的几何图形，几十万个平行的神经纤维可以并为一点，这个点称为矢量。苹果产生独特的激发图像，这图像将在N维空间中变为一个不同的点——“苹果”矢量。桔子将产生桔子矢量。
行为以及概念可以用神经原激发图像来解释。你要打喷嚏并且要擦揉，当然是要先打喷嚏。根据里纳斯和培里欧尼斯的解释，你的选择决定于这样一个事实，即打喷嚏同时包含这样多的神经原激发。“几乎像轻微癫痫的发生”。
超空间大脑模型的最好和最有用的方面是它提出了一个把意图变为行动的方法。达芬奇见到了蒙娜丽沙就决定给她画像。但她怎样组织她胳臂和手上的几千个肌肉细胞并复制出她的肖像模特儿呢？大脑超空间中的矢量可以支配。
矢量是可以用数学方法把一种参考画面变为另一种几何图形的整体。这个过程称作变换。里纳斯和培里欧尼斯认为大脑可能善于进行这种计算。能很快地把达芬奇的概念矢量变换为绘画肖像所需要的行为矢量。信号传来，把蒙娜丽沙的出现通知给大脑；信号消失，告诉达芬奇胳臂和手的关节和肌肉怎样复制她的脸。
但大脑能真实地识别神经激发的图像并把它变换为行动吗？对这一理论的最后检验就是记录进入小脑的几百个神经纤维的真实兴奋，然后记录离开小脑的另一组神经细胞的兴奋。于是，计算机可以把这些值结合起来，使数学家能识别输出信号是否是变换了的输入数据。可惜，我们正接近于现代技术的范围：培里欧尼斯和里纳斯已完成了能同时记录大量单独的神经原装置的设计，但目前，理论已超过了实验证实的可能性。
毫无疑问，总有一天会进行证明（或反证）。如果这个新的大脑功能模型被证实，对哲学家和科学家都是有价值的。我们可能必须改变看待我们自己，看待我们的意识——看待我们人类本身的方式。
内部世界
根据里纳斯的说法，闭眼和构成桔子完美图像的能力说明存在内部世界。我们随意创造激发图像，这图像就是桔子。
事实上，这两位科学家认为，我们生来就可能带有已经在我们的大脑中编好程序的世界的初步模型。他们指出其它动物似乎被告知去辨认对它们的生存很重要的那些世界结构。各种物体——苹果、桔子或比赛用的汽车引起的神经激发的图像只是“打开”了内部世界的适当部分。严格地说，基本信息没有通过大脑，里纳斯说：“我们只是学会了我们已经知道的东西。”
至少人的有些知识和能力可能也是预先编好程序的。婴儿生来就有发语言的声音成分——全部音素的能力。他们甚至能发出与他们的出生地不相干的语言音素。德国婴儿能很容易地发出英语的“th”音，英国婴儿能发出西班牙语的颤音“r”（约在六个月孩子开始专门学一种语言时就失去这种能力）。
知觉的通报
这种天生的通报有多么广泛决定于动物的种类。小鸡的知觉能力大都是生来预定好的，只有一些小的能力需要学。人类预先编制的程序更不广泛，但是我们在某种程度上似乎被通知了。里纳斯说：“你将会辨认那些构成你知觉文库的图像；你将会辨认因发展而能辨认的颜色。”
我们充分利用这一内部世界。通过精神上动员我们的“支柱”，我们能监听或试验我们的行为，并预测我们行为的结果。正如里纳斯所说的：“你多次想猎取狗熊，然后才真的在外边试验。这样你才能找到你所需要的。你甚至可以把自己想象成熊……猎人可以成为它的捕获物。”大脑是人体最灵活的部分。
但大脑只是人的一部分吗？或人是大脑的一部分吗？如果大脑有世界的模型，那么在某种意义上说，它可能远远超过自己本身。“我”只是大脑产生的唯一图像。
毫无疑问，“我”是一个重要的图像。要知道为了生存，你是有特殊竞争者和某种营养需要的特殊种类的动物。但是，当你睡时这个“我”就消失，但大脑仍在起作用。它正忙于制造很多其它处于我们生活的世界的一小部分现实之外的图像，有知觉的“我”对这些图像是不知道的。
具有讽刺意味的是，由计算机大脑试验产生的极抽象的推测说明完整的计算机大脑是不可能的。计算机只能利用人分类编入程序的信息。
根据里纳斯的说法，我们是大脑的乐器——神经原演奏出的音乐。每个神经原奏着它自己的音调。它们一起演奏着称为人的乐曲。当它们消失了，我们也就灭亡了。即使活着，它们并不是始终演奏着知觉的交响乐。晚上我们做梦，它们又转到别的乐曲上。
[Science Digest，1982年3月]