在嬰兒呼吸之前， 他的大腦已經開始學習、探索和學會適應環境， 一個非常有趣的項目向我們展示了這一奇妙旅程的細節。
小小的房子感覺就像太空飛船的駕駛座艙。 在我的面前， 一組科學家正坐在顯示器前調試設備， 大家都很專心。 房間寂靜無聲， 只有監視器圍繞我們轉動時發出的軋軋聲。 實際上， 我並非身處太空艙， 而是倫敦聖托馬斯醫院的新生兒病房。 不過， 我們的這場醫院之旅不可謂不讓人印象深刻：我們正在觀察人類意識的誕生。
在嬰兒蹣跚學步之前， 思維就有了很大飛越， 這一進步讓我們後期的任何成就都相形見絀。
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很容易理解新生兒的哭聲。 但是， 一旦我們離開母親子宮的安慰（甚至在離開之前， 多麼讓人吃驚）， 就會自帶用以感覺、探索和學習的神奇器官。 我們一邊掌握生存所需技能， 從沖愛人微笑到解碼複雜語言發音， 大腦也隨之不斷成熟， 最終形成自己的意志和身份認同。
我們是如何展開這一神奇之旅的？直到最近， 神經科學家還對這個「大腦的最初階段」不甚瞭解。 但是， Developing Human Connectome Project 計畫正在增進科學家對這一關鍵時期的理解。 他們採用前沿技術繪製出嬰兒大腦發育過程（從子宮裡的最後數月到出生後的第一口呼吸以及後來）。 經主要研究人員David Edwards的同意， 我在這裡見證了他們的研究工作。
這個項目開始於2013年，
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當我抵達病房時， 小組告訴我他們剛剛進入一個里程碑式的階段， 一天前， 他們掃描了第100個嬰兒（整個專案過程需要掃描1000多個嬰兒）。 有些掃描工作在嬰兒出生前就開始了。 這絕對是壯舉：胎兒的舉動會在掃描器上產生模糊信號， 但是胎兒幾乎很難完全保持靜止， 也就是說他們不得不找到天才的數學方法來解釋這些胎內動作。
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新生兒的大腦充滿了一些濃密的神經網路
將嬰兒放入掃描裝置之前， 研究小組會把他放進一個舒適的繭中並用一個充氣枕頭環繞他的頭部。
今天， 小組正在掃描一個新生兒， 出生還不到24小時。 剛吃完飯， 顯然還沒有注意到周圍的喧嘩。 專案的臨床試驗管理人Michelle Sleeth說， 「他正在自然入睡， 非常快樂」。 將嬰兒放入掃描器之前， 他們會把嬰兒放入一個舒適的繭中， 還會將充氣枕頭繞在他的頭部， 這有助於將機器的呼呼聲隔絕在外。
這種聲音是強磁體發出的， 磁體幫助掃描器跟蹤大腦水分子推撞運動。 既然水更容易沿著神經連接運行， 而不是穿過這些連接， 那麼， 掃描結果就會清楚顯示出大腦長長的軸突。
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事情不會總是按著計畫來。 大約1/10的嬰兒會在任務完成（大約需要2， 3個小時）之前醒來， 再難入睡， 前功盡棄。 Edwards說， 「我們不得不忍耐並讓放射線技師也冷靜下來。 」但是， 當成功掃描到一個新生兒時， 這就為不斷完善中的新生意識藍圖再添寶貴資訊。 Sleeth說， 「我們對每一次掃描都心存感謝， 每一次掃描都這麼重要。 」
濃密的纖維叢正好表明大腦網路中有多少部分是在子宮裡鍛造而成的
請看下麵的這段視頻， 從裡到外3D重構新生兒大腦， 很驚人。 當你考慮到還有多得多的連接因為太細而無法通過掃描顯示出來時，
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儘管這項計畫在規模和野心上都很獨特， 但是， 其他計畫也開始探尋大腦最初幾個月的情況。 比如， 我們知道早在第一次呼吸之前， 嬰兒就開始學習和探索世界。 通過採用不同技術探測胎兒時實神經活動， 科學家已經有所發現， 比如大腦似乎會對明亮光線的閃爍或大的噪音有反應。 在子宮裡的最後三個月， 他們似乎學會了識別母親講話時發出的平靜的聲音以及母親最愛電視節目的主題曲。 他們甚至能品嘗到母親剛才吃的東西：味道， 比如咖喱味， 可能會進入羊水， 這意味著斷奶的孩子更易受到母親懷孕時所吃食物味道的吸引。
不同的顏色代表纖維在不同的方向行進
因此科學家們可以選擇搞清楚哪些方向連接大腦的哪些部位
當我們離開子宮後，學習能力的爆發式增長只會出現一次。在最初幾天裡，嬰兒已經能傾聽說話的聲音，打下語法基礎。大約就在同一時期，大腦也在持續不斷地照顧樹叢一般的新生神經連接，隨著嬰兒技能和智力的不斷增長，大腦也在種植、修剪不斷蔓延開來的軸突，盡力打造出最高效的神經網路。
到目前為止，團隊仍在精細化他們的研究方法，但是，Edwards希望未來研究工作能將他的大腦掃描結果與孩子認知能力測試做一比較。比如，簡單的視頻遊戲就能測出諸如注意力，行動反應時間以及學習速度等認知能力，大致瞭解嬰兒這方面的情況。通過觀察嬰兒的神經連接組，他們就能發現認知能力差異是否反映出大腦連接上的區別。
作為一名醫生，他對這個問題很感興趣：連接上的差異會不會增加我們對那些在成長過程中遭受某些併發症之苦兒童的瞭解。到目前為止，他首要關注的是那些早產兒。他說，太神奇了，這些孩子的大腦發育非常好。他們離開子宮三四個月了，這個時候他們本該待在母體內的，但他們大腦看上去很正常，這太了不起了。雖然如此，他仍然希望看到這些孩子的大腦連接上是否有些微妙差別，這些差別是否會影響到孩子發育方式。
他指著連接大腦中心丘腦和大腦皮層的一叢特別濃密的纖維，解釋說，「丘腦是大腦網路的入口，所有資訊都從這裡進出。」丘腦從感官那裡搜集資訊，在大腦不同區域來回傳遞加工，然後再將資訊傳遞給肢體，指揮我們的行動。「當我們精心護理這些孩子時，這些連接大量出現，從醫學角度來說，值得研究一下。」這裡的連接如果比較薄弱，可能預示著孩子長大後會有認知方面的困難。
他也希望這項工作能增進人們對諸如老人癡呆症，自閉症等與大腦微妙連接有關疾病的瞭解。他說，「這些病症的根兒似乎在孕期最後三個月時就落下了。」這些病症屬於複雜的失常，幾年甚至幾十年後可能都不會顯現出來。即便如此，孩子家庭可能會有這些病史，這讓他有機會開始尋找那些易讓某些孩子患上精神疾病的微妙的大腦連接上的差異。
Edwards對這個項目的局限性直言不諱；技術時常進步，他說，我們現在的理解在十年後看來，會是非常過時的。但是，每一次旅行都離不開地圖，這些最初的掃描有助於偵測出其他人繼續跟進的邊界。
對話結束時，我聽見嬰兒的哭聲，他剛離開掃描器裡。醒著從舒適的小繭裡出來後，他又要面對自身存在帶來的不安。不過，嬰兒父母馬上用手去安撫他。處理完這些後，醫院會將大腦的掃描複本送給嬰兒，因為它記錄下了初入這個勇敢新世界時，他（她）那含苞待放的人類意識。
不同的顏色代表纖維在不同的方向行進
因此科學家們可以選擇搞清楚哪些方向連接大腦的哪些部位
當我們離開子宮後，學習能力的爆發式增長只會出現一次。在最初幾天裡，嬰兒已經能傾聽說話的聲音，打下語法基礎。大約就在同一時期，大腦也在持續不斷地照顧樹叢一般的新生神經連接，隨著嬰兒技能和智力的不斷增長，大腦也在種植、修剪不斷蔓延開來的軸突，盡力打造出最高效的神經網路。
到目前為止，團隊仍在精細化他們的研究方法，但是，Edwards希望未來研究工作能將他的大腦掃描結果與孩子認知能力測試做一比較。比如，簡單的視頻遊戲就能測出諸如注意力，行動反應時間以及學習速度等認知能力，大致瞭解嬰兒這方面的情況。通過觀察嬰兒的神經連接組，他們就能發現認知能力差異是否反映出大腦連接上的區別。
作為一名醫生，他對這個問題很感興趣：連接上的差異會不會增加我們對那些在成長過程中遭受某些併發症之苦兒童的瞭解。到目前為止，他首要關注的是那些早產兒。他說，太神奇了，這些孩子的大腦發育非常好。他們離開子宮三四個月了，這個時候他們本該待在母體內的，但他們大腦看上去很正常，這太了不起了。雖然如此，他仍然希望看到這些孩子的大腦連接上是否有些微妙差別，這些差別是否會影響到孩子發育方式。
他指著連接大腦中心丘腦和大腦皮層的一叢特別濃密的纖維，解釋說，「丘腦是大腦網路的入口，所有資訊都從這裡進出。」丘腦從感官那裡搜集資訊，在大腦不同區域來回傳遞加工，然後再將資訊傳遞給肢體，指揮我們的行動。「當我們精心護理這些孩子時，這些連接大量出現，從醫學角度來說，值得研究一下。」這裡的連接如果比較薄弱，可能預示著孩子長大後會有認知方面的困難。
他也希望這項工作能增進人們對諸如老人癡呆症，自閉症等與大腦微妙連接有關疾病的瞭解。他說，「這些病症的根兒似乎在孕期最後三個月時就落下了。」這些病症屬於複雜的失常，幾年甚至幾十年後可能都不會顯現出來。即便如此，孩子家庭可能會有這些病史，這讓他有機會開始尋找那些易讓某些孩子患上精神疾病的微妙的大腦連接上的差異。
Edwards對這個項目的局限性直言不諱；技術時常進步，他說，我們現在的理解在十年後看來，會是非常過時的。但是，每一次旅行都離不開地圖，這些最初的掃描有助於偵測出其他人繼續跟進的邊界。
對話結束時，我聽見嬰兒的哭聲，他剛離開掃描器裡。醒著從舒適的小繭裡出來後，他又要面對自身存在帶來的不安。不過，嬰兒父母馬上用手去安撫他。處理完這些後，醫院會將大腦的掃描複本送給嬰兒，因為它記錄下了初入這個勇敢新世界時，他（她）那含苞待放的人類意識。
