为了用计算机模拟人脑,它在10年内花费了10亿欧元。这个十年前在世界各地引起轰动的项目现在已经完全死亡,悄悄地死去。如果没有西方记者提到,人们几乎完全忘记了它。
模拟人脑?哦,连蠕虫的大脑都模拟不了。
瑞士神经科学家于2009年7月22日Henry Markram在TED会议宣布,将使用计算机模拟人类的整个大脑,并进一步揭示意识的本质。
Markram该项目雄心勃勃,将该项目的时间线定在10年后。欧盟政府牵头下注,资助其研究10多亿欧元。
项目公布后,引起了暂时的轰动,BBC、美国科学家、英国卫报、人民日报和中国许多门户网站都参与了报道,并引发了800多名神经科学家的联合书籍。
投资长期、大手笔的结果如何?
截至今年7月,10年已经过去,而且Markram没有关于它模拟人脑的项目的消息。更不用说人脑了,它公布的两项研究仍然停止于鼠类。
或者大西洋报道的记者Ed Yong第一次发现这件事,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。
这项研究开始时轰轰烈烈,结束时沉默。
这个项目的来龙去脉怎么样?为什么失败?
轰动一时的“蓝脑计划”
模拟大脑的计划历史悠久,是的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),只是当时的目标不是人脑。
由于老鼠大脑两个神经元之间电信号强度的成功测量,Markram1998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,计算机有可能模拟人脑的学习能力。
因此,这是2009年,Markram在TED会议向公众宣布了一个惊人的计划:
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86亿神经元和100万亿突触。
Markram一旦研究成功,将对整个人类产生重大意义:
为阿尔茨海默病等疾病带来革命性进展,开发更智能的认知机器人,甚至帮助找到更快的计算机处理方法。
该项目公布后,甚至政府也受到了广泛关注。
2013年,欧盟政府牵头,与多个国家和地区的科研机构合作,资助这个看似酷炫的实验。
他们押注了13亿欧元,将蓝脑计划更名为人脑计划Human Brain Project,简称为HBP。
拿到这笔巨额资金,HBP项目进展似乎不太顺利。
据《科学美国人》报道,当时美国出版社使用了大脑迷雾(brain fog)和大脑沉船(brain wreck)几位了解蓝脑计划的科学家将嘲笑蓝脑计划Markram被称为偏离轨道的天才。
2014年,近800名神经科学家联合向欧盟委员会致信HBP该项目需要改变其管理结构和研究重点。它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组中,25人并不乐观HBP。
研究成果
但是HBP也不能说没有成就。
2015年疑,2015年,HBP终于赢了一血:它的论文Reconstruction and Simulation of Neocortical Microcircuitry,当年10月登上《Cell》封面。
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大鼠神经网络,包括31000个神经元和3700万个神经突触。
Markram这篇论文也反映了他们的研究思想。他们将大鼠大脑切片,分析神经元、分子生物学信息和电生理学特征,然后像拼图一样在超级计算机中重建。
研究表明,动物大脑中的皮质柱(cortical column)可以模拟。
2018年,HBP第一个小鼠大脑中每个细胞的数字3又取得了进展D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将研究对象放入鼠标中,通过这个图谱可以可视化鼠标大脑中的每个区域,并下载相关数据进行自己的分析和建模。
Markram该图谱是当时小鼠脑细胞所有区域最准确的预测结果。
过去的辉煌已经成为过去。无论过程多么曲折,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称赞的海口。
各国专家都不看好
神经科学家并不乐观HBP,不是一两天。
四年前,HBP团队在Cell小鼠大脑建模结果的发布引起了来自世界各地的科学家的批评。他们认为这个项目没有实际意义,纯粹是浪费钱。建模不是解决问题的方法,建模是问题本身,没有试图解决特定的研究问题。
里斯本Champalimaud中心神经科学家Zachary Mainen这个项目没什么吸引人的,只是工作量大。
德国法兰克福马克斯普朗克脑研究所主任Moritz Helmstaedter我觉得,虽然做数据是好的,但是HBP只是拉大旗做虎皮,大肆宣传,其实没有新发现。把大量数据放在一起不是科学发现。
此外,当时公布的小鼠大脑模型遗漏了许多脑组织元素,如血管、神经胶质细胞,占大脑细胞的90%,Markram这只是初稿,未来会增加更多数据。
但是前面的德国学者Helmstaedter却发出了嘲讽:这就像‘我想登上月亮,我已经把梯子架在树上了’。
伦敦大学学院(UCL)神经科学家Peter Latham我也觉得这个项目的工作量很大,但实际上并没有研究大脑是如何工作的。
加拿大滑铁卢大学的理论神经科学家Chris Eliasmith认为这个项目有点高射炮打蚊子:你可以用更小的模型来实现这个结果。Eliasmith包含250万神经元的模型已经发布,但其模型比例HBP小得多。
根据这些科学家的批评,蓝脑项目似乎就像一个巨大的砖移动项目,砖移动了很多,但实际上没有建造任何房子。
不仅毫无意义这一点让人质疑,后来很多专家学者都觉得Markram想法太难实现了。
神经科学家Grace Lindsay我认为很难映射和建模美丽隐杆线虫的302个神经元。模拟860亿神经元的人脑是完全不现实的,甚至仅仅以此为目标是不可靠的。你脑子里有一个大脑,然后你在电脑里放了一个大脑。这是什么意思?
至于Markram要把模拟的大脑变成某种测试环境,Lindsay承认测试环境是有价值的,但测试环境需要基于循环逻辑,测试的研究理念必须非常先进。当神经科学‘完成’时,我们应该做这样一个模型,但现在很难做到。
甚至,加拿大Neurolinx研究所的Klaus M. Stiefel和辛辛那提大学Daniel S. Brooks我还写了一篇论文来解释为什么人脑的模拟不能完成。他们认为,即使是低等动物也需要大量的参数。对于哺乳动物来说,参数、组织限制和大脑的特定生态特征将使这一事件无法实现。
网友集体反讽
悉尼科学家Jon Brock想起自己的悲惨岁月:
2013年,我也被称为澳大利亚版的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这开玩笑了:
对十年后最可靠的预测只有:十年后我的体重会超过现在。
还有很多人质疑欧盟有钱烧10亿:
我想说,这个项目最大的bug就是Markram我,欧盟怎么能把10亿欧元这么大的钱扔给一个人呢?就像寡头一样。幸运的是,他离开了。
我不知道他们以前花了多少10亿欧元?也许很多钱都花在了类似的项目上。
作者:安妮 郭一璞
储舒婷 陈孙杰(实习生)
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