戴上VR眼鏡，雙手各持一個手柄，眼前就會呈現出一個百轉千回的大腦神經元三維圖像，科學家可以在其中準確地描繪一個個神經元的走向、形態，為大腦神經元繪製出一張數字圖譜。
“人腦神經元總量高達860億個，被稱為宇宙中已知最複雜的機體構造，然而人類從事腦研究已近百年，仍然沒能搞清楚究竟有多少種神經元，以及它們的交互關係。”東南大學生命科學研究院院長謝維說。
“腦子裡怎麼想的”還是個謎
腦科學研究不僅是當前國際科技前沿的熱點領域，也是理解自然和人類本身的“終極疆域”。目前，美國將神經元三維形態和基本類型作為重點研究領域，我國“科技創新2030重大項目”也已啟動“腦科學與類腦研究”。
一直以來，科學家最感興趣的是大腦究竟是如何實現認知功能。過去，我們僅知道在宏觀尺度上不同腦區的聯結與認識功能，比如腦核部分掌管人類日常基本生活的處理，腦緣系統負責行動、情緒、記憶處理等功能，大腦皮質則負責人腦較高級的認知和情緒功能等。
但是，微觀尺度的大腦工作機制則要複雜得多。比如在微納米表現為突觸連接的分子構架與信號傳遞，在百微米尺度則表現為大腦皮質功能柱等局域神經迴路與信息編碼。
讓“讀心術”這種超能力成真
“我們現在做的主要工作，就是將大腦神經元結構數字化，建成一個腦科學大數據庫，為生物醫學研究提供珍貴的數據資源。”在描述如何繪製大腦神經元3D圖譜時，東南大學艾倫聯合中心主任彭漢川形容為“海量大數據，高度複雜性”。
面對數百億神經元和海量數據，如果使用傳統的神經科學研究方法和數據計算分析方式，則無法對大腦進行有效的研究。東南大學今後將利用該校自主研發的傳感、採集設備和可視化軟件，率先開展腦神經元重建工作。
“我們這套人工智能軟件算法效率很高，3—4天就繪製一個腦神經元的數字圖譜，目前已經完成近40個神經元的數字化重建。今後有望使用新技術把效率提高几十倍甚至上百倍。”彭漢川說。
在東南大學兒童發展與學習科學教育部重點實驗室，一位研究人員頭戴連著各種線的奇怪帽子，他正在測試多模態社會情緒評測系統。受試人員的皮膚、心率、呼吸、腦電信號等被實時監測。系統會基於腦電帽、近紅外、心電波、表情傳感器等，收集人的情感變化，實時判斷人的情緒，大屏幕上會根據情緒變化跳出笑臉或哭臉。
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