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模拟人脑项目失败 具体是什么情况?

  

欢迎关注“创事记”微信订阅号:sinachuangshiji  文/安妮 郭一璞欢迎关注《创世纪》微信订阅号:思娜创世纪正文/安国一真

来源:量子位

10年10亿欧元,为了用电脑模拟人脑。这个十年前轰动全球的项目,现在彻底“死”了,悄无声息的死了。如果不是一个西方记者提起,人们几乎已经完全忘记了。

2009年7月22日,瑞士神经学家亨利·马克拉姆(Henry Markram)在TED大会上宣布,他将用计算机模拟整个人脑,进一步揭示意识的本质。

马克拉姆的项目雄心勃勃,这个项目的时间表设定在10年后。欧盟政府率先下注,出资超过10亿欧元用于研究。

这个项目公布后,一时轰动。BBC、科学美国人、英国卫报、人民日报以及很多国内门户网站都参与了报道,还导致800多名神经科学家联名上书。

  放长线、大手笔的投入,换来的结果呢?长期投资,大投资,换来的结果?

截至今年7月,10年过去了,但马克拉姆和他的模拟人脑项目没有消息。更不用说人脑了,这两项已发表的研究都停留在老鼠身上。

报道大西洋的记者Ed Yong在第一时间发现了这一事件,并在推特上发布,再次引发了关于这一话题的讨论,引起了吃瓜网友的围观。

  这场研究,开始时轰轰烈烈,结束时又悄无声息。这项研究开始时很活跃,结束时很平静。

这个项目的历史是怎样的?为什么失败了?

轰动一时的蓝色大脑项目

模拟大脑的计划由来已久。马克拉姆在德国海森堡普朗克医学研究所做博士后时就开始了“蓝脑项目”,但当时的目标不是人脑。

马克拉姆在第一次世界大战中成名是因为他成功地测量了小鼠大脑中两个神经元之间的电信号强度。1998年,他成为以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的教授。

注意,这项研究的关键意义在于,它给了计算机模拟人脑学习能力的可能性。

所以,在2009年,马克拉姆在TED大会上向公众宣布了一个惊人的大计划:

在了解大脑结构的基础上,他想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100万亿个突触。

马克拉姆说,一旦研究成功,将会给全人类带来重大意义:

它给阿尔茨海默病等疾病带来革命性的进展,开发出更具认知能力的智能机器人,甚至有助于找到让计算机处理速度更快的方法。

这个项目发表后受到了很多关注,甚至是政府。

2013年,欧盟政府率先加入许多国家和地区的科研机构,资助这个看似很酷的实验。

他们下了一个13亿欧元的大赌注,将蓝色大脑项目改名为“人类大脑项目”,简称HBP。

有了这笔巨款,HBP项目的进展似乎并不那么顺利。

根据《科学美国人》的一篇报道,美国出版社用“大脑的迷雾”和“大脑的沉没”来嘲讽蓝脑项目,几位了解该计划的科学家称马克拉姆为“偏离轨道的天才”。

2014年,舆论攻击激烈。近800名神经科学家加入上述行列,致信欧盟委员会,称HBP项目的管理结构和研究重点需要改变,需要整个欧洲的合作,就像人类基因组计划一样。

在由27名科学家组成的评估小组中,有25人对HBP不乐观。

研究成果

尽管有许多疑虑,但不能说HBP一事无成。

经过多次挑战,HBP终于在2015年获奖:其论文《皮层微电路的重构与模拟》于当年10月登上《细胞》杂志封面。

  论文地址: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207个亚型的大鼠神经网络,包括31000个神经元和3700万个突触。

  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。马克拉姆的研究思路在本文中有所体现。他们将大鼠大脑切片,分析每个部分的神经元、分子生物学信息和电生理特征,然后像超级计算机中的拼图一样进行重构。

  这项研究表明,动物大脑中的皮质柱是可以被仿真模拟的。这项研究表明,动物大脑中的皮质柱是可以模拟的。

2018年,HBP再次取得进展,推出了第一张小鼠大脑中每个细胞的数字3D地图:蓝色脑细胞图谱。

论文地址:

https://www . frontier sin . org/articles/10.3389/fninf . 2018.00084/full?UTM _ source = FWEB & UTM _ medium = NBLOG & UTM _ campaign = ECO _ FNINF _ blue-脑细胞-图集

在这项研究中,马克拉姆将研究对象放入小鼠体内,通过这张地图,可以可视化小鼠大脑中的每个区域,并下载相关数据进行自己的分析和建模。

马克拉姆说,这张地图是当时对小鼠所有脑细胞最准确的预测。

过去的辉煌已经过去。不管过程有多曲折,从结果来看,“10年内用电脑模拟人脑”的计划,终于变成了“海口曾经吹嘘”。

来自世界各地的专家并不乐观

神经科学家对HBP不乐观已经不是一两天了。

四年前,当HBP团队在《细胞》杂志上发表小鼠大脑模型的结果时,它招致了来自世界各地科学家的批评。他们认为这个项目没有实际意义,是浪费钱。建模不是解决问题的方法,而是问题本身,而不是试图解决一个具体的研究问题。

当时,里斯本尚帕利莫德中心的神经学家扎卡里·梅宁(Zachary Mainen)评论说,这个项目没有吸引力,但工作量很大。

德国法兰克福的马克斯·普朗克大脑研究所所长莫里茨·赫尔姆斯-泰特认为,虽然数据的制作很好,但HBP只是把横幅拉成虎皮并加以宣传,但事实上并没有新的发现。"把大量数据放在一起不是科学发现。"

而且当时公布的小鼠脑模型遗漏了脑组织的很多元素,比如血管和胶质细胞,它们占了大脑中细胞的90%。马克拉姆解释说,这只是初稿,以后还会增加更多的数据。

但前德国学者赫尔姆斯泰特(Helmstaedter)对此进行了嘲讽:“这就像‘我想登上月球,我已经把梯子放在了一棵大树上’。”

伦敦大学学院的神经科学家彼得·莱瑟姆(Peter Latham)也认为这个项目非常繁重,但它并没有真正研究大脑是如何工作的。

加拿大滑铁卢大学的理论神经学家克里斯·埃利史密斯(Chris Eliasmith)认为,这个项目有点“高射炮打蚊子”:“你可以用一个更小的模型来实现这个结果。”当时,埃利史密斯已经发表了一个包含250万个神经元的模型,但它的模型比HBP小得多。

根据这些科学家的批评,似乎蓝脑工程就像一个巨大的搬砖工程,搬了很多砖,但实际上没有盖房子。

让人质疑的不仅仅是“无意义”。后来很多专家学者觉得马克拉姆的想法太难实现了。

神经学家格蕾丝·林赛(Grace Lindsay)认为,对秀丽隐杆线虫的302个神经元进行映射和建模是非常困难的。用860亿个神经元来模拟人脑是完全不现实的,甚至以此为目标也是不可靠的。“你脑袋里有一个大脑,然后你把一个大脑放进电脑。这是什么意思?”

至于Markram,要把模拟大脑做成测试环境,林赛承认测试环境有价值,但是测试环境需要基于循环逻辑,测试的研究思路必须非常先进。“当神经科学‘完成’的时候,我们就应该做出这样的模型,但是现在很难做到。”

就连加拿大Neurolinx研究所的克劳斯·m·斯蒂费尔和辛辛那提大学的丹尼尔·s·布鲁克斯也写了一篇论文,解释为什么不能进行人脑的模拟。他们认为即使是低等动物也需要大量的参数,而对于哺乳动物来说,参数、组织水平的限制以及大脑特定的生态特征都会使这成为不可能。

网友集体讽刺

悉尼科学家乔恩·布洛克回忆起他的“悲惨岁月”:

  “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。”“2013年我还被叫去买了澳大利亚版的《HBP》。当时大家都觉得很搞笑,但是没人能想到更厉害的项目,于是我们最后提出了一个没那么远大的目标,最后就没了。”

有人认为立旗10年太开玩笑了:

  对10年后最靠谱的预测只有:十年后我的体重会超过现在。10年后最靠谱的预测就是10年后我会比现在重。

仍然有很多人质疑欧盟有10亿可以烧钱:

  “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。”“如果要我说,这个项目最大的bug是马克拉姆本人。欧盟怎么能把这么大一笔10亿欧元的钱扔给一个人?就像寡头一样。幸好他走了。”

  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。我不知道他们之前花了多少10亿欧元。可能类似的项目也花了不少钱。

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