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模拟人脑宣告失败,揭露意识的本质没那么简单

安妮/郭一璞
2019-07-29 · 21:27
[ 亿欧导读 ] 截止到今年7月,10年已经过去,而Markram和其模拟人脑的项目已没有了任何消息。别说人脑,其公布过的两项研究还止步于鼠类。放长线、大手笔的投入,换来的结果呢?
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文章来源于:安妮/郭一璞

10年砸入10亿欧元,为了用计算机模拟人脑。这个十年前曾轰动全球的项目,如今彻底“死”了,死得悄无声息。要不是有位西方记者提起,人们几乎已经完全遗忘。

模拟人脑?呵,实际连一只蠕虫的大脑也模拟不出来。

2009年的7月22日,瑞士神经科学家Henry Markram在TED大会上宣布,将用计算机模拟人类的整个大脑,并进一步揭露意识的本质。

Markram的项目雄心勃勃,将这个项目的时间线,订到了10年后。欧盟政府牵头下注,资助其10多亿欧元用于研究。

这个项目宣布后,曾引起了一时的轰动,BBC、科学美国人、英国卫报、人民网及国内多个门户网站都参与报道,还引发过800多名神经科学家的联名上书。

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放长线、大手笔的投入,换来的结果呢?

截止到今年7月,10年已经过去,而Markram和其模拟人脑的项目已没有了任何消息。别说人脑,其公布过的两项研究还止步于鼠类。

还是大西洋报道的记者Ed Yong第一时间发现了此事,在推特上发帖,再次引发对这个话题的讨论,引发吃瓜网友围观。

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这场研究,开始时轰轰烈烈,结束时又悄无声息。

这个项目来龙去脉如何?又是为什么失败的?

轰动一时的“蓝脑计划”

模拟大脑的计划由来已久,是Markram在德国海森堡普朗克医学研究所担任博士后时开始的“蓝脑计划”(Blue Brain Project),只不过那时的目标还不是人脑。

因为成功测量老鼠大脑两个神经元之间电信号的强度,Markram一战成名,1998年,他成为以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的一名教授。

注意,这项研究的关键意义在于,给了计算机模拟人脑的学习能力一个可能。

于是,这就有了2009年,Markram在TED大会上,向公众宣布了一个惊人大计划:

他要在了解大脑结构的基础上,用计算机创建一个复杂的数学模型,模拟人脑的86亿个神经元和100万亿的突触。

Markram表示,研究一旦成功将对整个人类带来极大意义:

为老年痴呆等疾病带来革命性进展,研发出更智能认知能力更强的机器人,甚至帮助找到让计算机处理速度更快的方式。

这个项目在公布之后获得了大量关注,甚至是政府。

2013年,欧盟政府牵头,联合多个国家和地区的科研机构,打算资助这个看起来极其炫酷的实验。

他们重金押注,一出手就是13亿欧元,将蓝脑计划更名为“人类脑计划”,全称Human Brain Project,简称为HBP。

拿到这笔巨额资金,HBP项目进展似乎并没有那么顺利。

据《科学美国人》报道说,当时美国出版社用“大脑迷雾”(brain fog)和“大脑沉船”(brain wreck)来嘲讽蓝脑计划,几位了解这个计划的科学家将Markram称为“偏离轨道的天才”。

2014年,舆论攻击甚是猛烈,近800位神经科学家联合上述,致信欧盟委员会,称HBP项目,其管理结构和研究重点都需要改变,它本需要整个欧洲进行协作,就像人类基因组计划一样。

27名科学家组成的评估组中,25人不看好HBP。

研究成果

虽然质疑颇多,但HBP也不能说是毫无成就。

经历诸多质疑后,2015年,HBP终于拿下一血:其论文Reconstruction and Simulation of Neocortical Microcircuitry,登上了当年10月的《Cell》封面。

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论文地址:https://www.cell.com/abstract/S0092-8674(15)01191-5

在这篇论文中,他们首次用计算机模拟了含有207种亚型的大鼠神经网络,共包含31000个神经元和3700万个神经突触。

Markram的研究思路从这个论文中也多少得以体现,他们将大鼠大脑进行切片处理,分析每一部分的神经元、分子生物学信息和电生理学特征,然后在超级计算机中像拼图一样将其重构。

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这项研究表明,动物大脑中的皮质柱(cortical column)是可以被仿真模拟的。

2018年,HBP再次有了进展,推出了首张小鼠大脑中每个细胞的数字3D图谱:The Blue Brain Cell Atlas。

论文地址:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fninf.2018.00084/full?utm_source=FWEB&utm_medium=NBLOG&utm_campaign=ECO_FNINF_blue-brain-cell-atlas

在这项研究中,Markram将研究主体放至小鼠,通过这份图谱可对小鼠大脑中每个区域进行可视化,还能下载相关数据用于自己的分析和建模。

Markram表示,这份图谱是当时关于小鼠脑细胞全部区域最准确的预估结果。

昔日辉煌已成过去,无论过程如何曲折,从结果来看,“10年内用计算机模拟人脑”的计划,终究成为了“曾经夸下的海口”。

各国专家都不看好

神经科学家们不看好HBP,可不是一两天的事了。

四年前,HBP团队在Cell上发布小鼠大脑建模成果时,就引来了各国科学家的批评,他们认为这个项目没什么实际意义,纯属浪费钱,建模不是解决问题的途径,建模就是问题本身,没有试图解决某个特定的研究问题。

当时,里斯本Champalimaud中心的神经科学家Zachary Mainen评价说,这个项目没什么吸引人的,只是工作量大而已。

德国法兰克福马克斯普朗克脑研究所主任Moritz Helmstaedter觉得,虽然把数据做出来是好的,但HBP只是拉大旗作虎皮,大肆宣传,但实际上什么新发现也没有,“把一大堆数据放在一起并不是科学发现。”

而且,当时公布的小鼠大脑模型遗漏了脑组织的许多要素,比如血管、神经胶质细胞,它们占到了大脑中90%的细胞,Markram对此的解释是这只是初稿,将来还会增加更多数据。

但前面那位德国学者Helmstaedter却发出了嘲讽:“这就跟‘我想登上月亮,我已经把梯子架在了大树上’一样。”

伦敦大学学院(UCL)的神经科学家Peter Latham也觉得,这个项目工作量非常庞大,但实际上并没有研究出来大脑究竟是如何工作的。

加拿大滑铁卢大学的理论神经科学家Chris Eliasmith则认为,这个项目有点“高射炮打蚊子”了:“你完全可以用一个小一点的模型来实现这个结果。”当时Eliasmith已经发布了一个包含250万个神经元的模型,但它的模型比HBP小得多。

依照这些科学家们的批评,似乎蓝脑项目就像是一个巨大的搬砖项目,砖搬了很多,但实际上什么房子都没有盖起来。

不只是“没有意义”这一点让人质疑,其后,不少专家学者都觉得Markram的想法实在是太难实现了。

神经科学家Grace Lindsay认为,对秀丽隐杆线虫的302个神经元做映射和建模已经很难了,模拟860亿神经元的人类大脑,是完全不现实的,甚至单单把这个作为目标都是一件不靠谱的事情。“你的脑袋里面有一个大脑了,然后你在计算机里放了一个大脑,这能说明什么呢?”

至于Markram所说的,要把这个模拟出来的大脑做成某种测试环境,Lindsay承认测试环境有价值,但是测试环境需要基于循环逻辑,而且,所测试的研究想法必须非常先进。“当神经科学‘完成’了,我们应该做这样一个模型,但现在做恐怕很难。”

甚至,加拿大Neurolinx研究所的Klaus M. Stiefel和辛辛那提大学的Daniel S. Brooks还专门写了一篇论文来阐述为什么针对人类大脑的模拟做不成。他们认为,即使是低等动物,也需要大量参数,对哺乳动物来说,参数、组织层次限制和大脑特定生态学特征会让这件事情无法达成。

网友集体反讽

悉尼科学家Jon Brock想起了自己的“悲惨岁月”:

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我2013年也被叫去弄一个澳大利亚版本的“HBP”,那会儿所有人都觉得这特搞笑,但是没人能想到啥更厉害的项目,所以我们最后提了一个没这么宏大的目标,最后不了了之了。

也有人觉得立10年flag这事太开玩笑:

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对10年后最靠谱的预测只有:十年后我的体重会超过现在。

还有不少人,质疑欧盟给10亿是有钱烧的:

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要我说,这项目最大的bug就是Markram本人,欧盟咋能把10亿欧元这么大一笔钱扔给一个人管呢?这就跟寡头一样。还好他走了。

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不知道他们之前这样花了多少个10亿欧元?

可能很多钱都花在了类似的项目上。

本文经授权发布,版权归原作者所有;内容为作者独立观点,不代表亿欧立场。如需转载请联系原作者。

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