2011年，我作为其首席科学主任加入西雅图艾伦脑科学研究院。这个非盈利性医学研究机构创立于2003年，微软创始人兼慈善家保罗G﹒艾伦（Paul G.Allen）的慷慨捐助了创立该机构的种子基金。这个机构旨在推动神经科学研究的进步（“为发现加油”是它们的座右铭）。为了这个目的，艾伦研究所开展了一种独特的高效能的神经科学研究，这在学院环境中是无法完成的。它的旗舰产品是在线的艾伦鼠脑图谱，这是一个高度标准化的、达到细胞水平分辨率的、向公众开放的数字图谱，该图谱遍及鼠脑的老鼠基因组中的所有20000个基因表达模式。对于任何特定基因，你可以上网查阅其相关的核糖核酸（RNA）在脑中的位置（依原位混合协议绘制）。在人类对哺乳动物的脑回路如何建构的缓慢增加的理解中，这个大规模的项目是一个重要里程碑。额外的在线公共资源包括人脑图谱和鼠脑中神经投射的图谱。 该研究院目前正寻找理解神经信息如何被编码和转换的方法。天文学家、物理学家和工程师建造出观察遥远时空的星载望远镜和地面望远镜，从而见证宇宙及其星球成分的源起。这些天文台需要花10年或更长时间来建造，需要数百上千的技术人员和科学家的专业知识。我们正处在建造心智“天文台”的计划阶段，心智“天文台”旨在观察心智如何在（颅骨下的）脑中运行。我称其为“心智探测镜项目”（Project Mindscope）。这个实验的挑战在于：当老鼠参与一些视觉行为时，如何使用光学仪器、电子设备和计算机观察数以万计的基因上可识别的回路元件的同步激发活动。 尽管我渴望理解意识，但为什么我使用老鼠而不是在演化上更接近智人（Homo sapiens）的猴子呢？是的，一方面在基因和神经解剖上，鼠脑与我们有许多相似性：它有一个小且光滑的，有1400万个神经元（比我们少1000倍）的新皮层。一小块鼠脑皮层与一块人的灰质没有什么不同，但最重要的是，它非常适合基因操作。在所有脊椎动物中，人们目前对老鼠分子生物学（即其DNA如何转录成RNA并转化成蛋白质）的理解是最透彻的。20世纪70年代中期，重组老鼠DNA的技术首次被开创，并且创造转基因老鼠已经是一项成熟技术。对我的探索至关重要的一点是：研究者正在破解主要神经细胞类型的独特分子邮编以及它们投射到什么地方。艾伦研究院的曾洪奎（Hongkui Zeng）擅长利用这个基因地址簿处理老鼠——健康动物（它们的神经元能传递ChR2，以便使进入脑的亮光会触发敏感神经元的一连串峰值）或其他动物（当被适当波长的光照射时，它们受抑制的中间神经元会发出荧光和怪异的绿光或番茄红光）。 这项光学与遗传学奇妙结合的意义在于它允许检测有关心智回路的非常具体的观念。当在老鼠眼前闪烁一个图像时，考虑一下被触发的峰值波。它上行到视神经，进入初级视觉皮层并从这里达至其他8个视觉区，穿过运动层质，然后下达至控制头、前脚掌或其他肢体的运动神经元。第4章概述了弗朗西斯·克里克和我的猜测，一个单一的这类峰值波会触发一些简单的行为，例如在几百毫秒内推一个杠杆但却没有产生一个有意识的感觉。第6章提到了我们所有人整天都从事的许多这类僵尸行动。我们假设：一旦涉及皮层-皮层反馈通路或皮层-丘脑反馈通路，意识就会产生，这些反馈回路在共同强烈激发的神经元联合体中建立起显示自身的反射活动，在某些方面这与物理学中的驻波观念有关。当神经活动从高层级视觉皮层向下传播到低级区或从脑的前部传播到后部，由这个神经元联合体表征的整合信息将蜂拥而来，由此引发了有意识的感觉或思想。 现在研究者能在适当处理过的老鼠身上检验这种假设：以任何一种视觉识别行为训练它们，然后瞬时关闭从较高皮层区反馈回较低皮层区的线路。如果弗朗西斯和我是对的，那么天生的、刻板的或高度预演的视觉-运动行为将只受到最小的影响，但依赖老鼠意识的复杂行为将失败。检验我们的假设，这要求训练老鼠对视觉双稳态错觉（optical bistable illusions）做出反应，从背景区分出图形，或学会将视觉界标与一口美味的食物相关联。如果皮层-皮层反馈在整个脑中被关闭，我们将创造真正的、没有现象体验的僵尸老鼠！如果反馈被重新激活，有意识的感觉就会恢复。 斯坦尼斯拉斯·迪昂做的一个经典的fMRI实验，这个实验比较了可见的、短暂一闪而过的词与这同一个呈现相同时间，但因掩蔽而不可见的词之间的差异（见第4章）。对该词有意识的觉知激活了前部和后部的相当大一批脑区，反之，当该词不可见时，血液动力学的活动则局限于一小批脑区。另一个不同的研究团队也得出了同样的结果，但他们使用的是声音掩蔽而不是图像掩蔽。一个阈下刺激仅能唤起微弱的活动，反之被有意识地知觉到的刺激会被放大很多倍。没有任何理由不能在老鼠身上重复进行这个实验的一个改变方案，但现在需要用多组微电极或共焦双光子显微镜来观察所有神经元，它们支撑与有意识知觉相关的广泛激活。 人们对由丘脑-皮层复合体构成的巨大的、异质的和缠结的网络结构和功能进行了系统而全面的研究，但这些研究不能被高估。短短几年内，艾伦研究院将对构成老鼠皮层的所有细胞类型及其输入给出一个完整的分类。的确，解剖学如此重要，以至于我现在将这个最初的神经科学家——西班牙人圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔（Santiago Ramón y Cajal）绘制的啮齿类动物皮层的微回路图纹在左上臂，这个举动是对我矢志探索的一个无声证明。 这是些激动人心的时刻。西雅图有壮观景色、户外文化和自行车道，我在此享受人生。但有时有点苦恼，因为我还是加州理工学院的教授，需要指导一大群学生和博士后研究员。不过我始终是不知困倦的那一派人。 在分子-细胞水平上，生物学正面对前所未闻的复杂性和特异性。当物质被设想为由古希腊的四种经典元素土、水、气、火构成的混合物时，化学没有取得任何进展。对于意识，情况亦是如此。现象体验不是产生于活动或沉默的脑区，而是产生于神经元联合体的不断形成和分解中，而神经元联合体的复杂性和表征能力才是与我们最亲密的思想的最终基质。