十年前,一位神经科学家声称,他将在十年内模拟整个人脑,并宣誓仅几年后就得到欧盟十亿欧元的支持。 现在项目过期了,怎么样?
人脑计划的创始人亨利·麦克拉姆。 影像来源: Ralph Orlowski/Reuters
来源the Atlantic
作文ed
翻译祖魏佳
2009年7月22日,在英国牛津举行的TED全球大会上,神经科学家亨利·麦克拉姆来到舞台上,告诉观众用电脑模拟复杂难以想象的大脑。 他说:“这可能有助于我们理解、理解现实,理解物理现实”(物理真实性,即意识创造的事实)。 麦克拉姆的时间计划也很雄心勃勃。 “我们在10年内实现了人脑的模拟,如果成功的话,就能以全息图的形式在TED的舞台上进行演讲。”当时,如果大脑里有一张装满银河的照片的话,作为演讲地图来使用是不错的。
现在,十年过去了,麦克拉姆没有成功。
先锋的本性是先见之明和高谈论,科学界本来就没有失败者,也许有人会议论一个人带走是不礼貌的。 科学记者们认为,人口中划时代的药物和技术总是在5年到10年后诞生,这种说法流传着。 )但麦克兰的承诺仍值得回顾,有两个原因。 其中之一,该项目赌注巨大: 2013年,欧盟委员会向麦克拉姆提出的“人脑计划”( Human Brain Project,简称HBP )出资10亿欧元(当时价值约为14.2亿美元)。 其二,人脑计划的努力方向和其受到的强烈反对,暴露了神经科学家应该如何看待大脑、应该如何研究大脑的巨大差异。
荒谬的策略
马克兰的目标不仅是制作单纯版的大脑,还是制作构成大脑的神经元和电气活动,甚至是内部开启或关闭的基因的精致复制品。 从一开始,这种方法就受到了广泛批评,许多神经科学家认为这种自下而上的策略是不可信的,是荒谬的。 人脑非常复杂,神经元是如何联系、协作、记忆是如何形成和决策的,比我们理解的多,在短短的10年内无法对它进行充分细致的解码。 画出只有302个神经元的美丽线虫的大脑,据此建模非常困难,并且大脑内有860亿个神经元。 神经科学家格蕾斯·林赛说:“我们认为这不现实,也不是合理的目标。”
那么,这一切的意义是什么呢?人脑计划的目的不是为了解决特定的研究问题,而是为了验证关于大脑动作原理的假设。 仿真本身看起来就像一个目标。 是对不存在的问题的复杂回答,寻找用途的工具。 麦克拉姆还成立了相关的风险投资项目、蓝雨项目。 这个项目2015年发表了30000个大鼠神经元的模拟试验。 这只是啮齿类小头中0.15%的神经元。 批评者说,这花了很多工作时间,但是没有公开任何新的信息。 如果在项目期间能够扩大到人脑的规模,那又有什么价值呢? 林先生说:“模拟成功的话,电脑有大脑,但以前头盖骨有大脑。” "计算机的大脑能告诉我们什么. "
麦克拉姆解释说,他不希望这个模拟实验做得太多,这和他在TED讲的不同。 他既不是为了创造人工智能也不是为了通过图灵测试。 相反,他以此为实验台,是科学家在不刺激动物头部的情况下验证假说的手段。 “它很有价值,”林赛说,却陷入循环论。 这样的模拟确实有可能使研究人员验证关于大脑的各种想法,但首先这方面的研究必须极为先进。 他还说:“如果神经科学“成为正果”,就应该能够模拟大脑,但是要将其作为探索的中途阶段,似乎很难实现。”
美国冷泉港实验室的ancher land补充说“不知道这样的超大规模的模拟能实现什么样的效果。” 例如,她的团队模拟神经网络,研究大脑如何融合视觉和听觉信息。 “我能用几十万个神经元来实现这一点,但是如果有700亿个神经元的话,就不知道它会带来什么。”
尴尬的立场
最近,“脑模拟的科学案例”( thescientificaseforbrainsimulates )这篇论文提出了一些人脑计划的科学家“填补从神经元研究到脑系统水平的差距可能不可或缺”的建议。 换句话说,科学家可以研究神经元具体如何发挥作用以及整个生物体的行为,但是必须通过模拟了解前者是如何诱发后者的。 论文作者们与天气预报作了类比:通过了解各地区的物理和化学状况,我们可以准确地预测世界的气温、降水和风力。
但是,华盛顿大学的神经科学家阿德里安·费尔霍尔说这个模拟是行不通的。 费尔霍尔有物理学背景。 她指出,大型模拟实验确实有助于理解气候和星系,“行星系统是行星系统,与其他东西无关。 但是大脑是为了关注其他东西而产生的。”也就是说,大脑接受来自外部世界的信息,控制人类和动物的身体,反应信息,影响外部世界。 把大脑关在虚拟的缸里,如果与眼睛、耳朵和四肢没有关系,我们可以从这些远离肉体的大脑中学到什么? 费尔霍尔说。 “在一个脑组织中可以进行所有的物理学研究,但是不能知道所有的信息。 对生物学研究有意义的物质。 你可以简单地模拟组织,但没有意义。 ’他说
缸里的头。 照片来源:维基百科
人们批评这是把人脑项目放在相当尴尬的位置上,过于夸张而狭窄。 与笔者谈过的这个项目中,怀疑的人中没有一个人反对模拟一部分大脑的想法,但是谁都认为这样的努力应该由实际的研究问题驱动。 例如,纽约大学的神经生物学家汪小京,如果神经元之间用特定的方法相互连接的话,就可以不受刺激地维持电气活动,这就是我们工作记忆的本质,或者是在大脑中暂时保存想法的能力的模型。 此外,滑铁卢大学克里斯·利亚史密斯建立了“跨度”模型,利用250万个虚拟神经元的集合构建了“简化”大脑,可以解决简单的计算和基础推理问题。
怎么办才好呢
流入人脑计划的资金,有可能被用于支援很多相似的项目。 这大大说明了人脑计划为什么会引起这么多的愤怒。 2014年,约800位神经科学家给欧盟委员会写了一封公开信:“人脑计划构想非常精巧,没有实施,不适合欧洲神经科学的核心。” 一年后,一个调停委员会与这些批评者一致,重新调整人脑计划的方向,关注“少数优先级高的活动”,要求重组非正统的管理结构。
人脑计划被默认了。 为了管理人类现有的脑研究数据,提供检索这些数据的工具,开发其他研究人员可以创建自己的模型的模拟器,它有效地重新打包在软件项目中。 随着2023年大量研发费用到期,该小组最近的论文读起来更加寻求投资,他们写道:“开发高质量的脑模拟器需要长期的资源投入。”
这听起来似乎很有说服力,但笔者联系的人很难说出过去10年人脑计划的重大贡献。 这个项目虽然没有建成任何东西,但是他们好像没能拿出符合预算的成果。 或者,人脑计划需要恢复学术团体的信赖,那就是他们在焚烧中失去的信赖。
马克拉姆似乎不屈不挠,在最近的论文中,他和同事薛范不满足于把脑模拟限定在神经科学领域,广泛渗透到西方哲学和人类文明领域。 在电子邮件中,他说:“这个项目受到的政治抵抗(不是科学)真的推迟了进展,但是绝不会停止。” 他尤其指出蓝脑计划还有140名员工,最近得到了5名外部审查员的肯定评价,指出在“在越来越大的脑区建立正确的生物模型”方面,该项目的能力“呈指数增长”。
这次没有时间的限制,但是对神经科学的未来一直没有狂言。 2014年,我在温哥华的主会场出席了TED的会议,看了马萨诸塞工学院媒体实验室的创始人尼古拉斯·内格罗蓬举行的开场演讲。 演讲结束后,他主张在30年内“我们真的消化信息”。 吃药片会英语,吃药片会知道莎士比亚。 通过血液循环来实现。 一进入血液,片剂就被运到其中,最终进入大脑。 一旦意识到已经进入大脑,药片就会崩溃,碎片会放在适当的地方。”
在我的左后方,有人低声说“哇”。