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模拟人脑项目彻底宣告失败:耗资10亿欧,10年前轰动全球

  安妮 郭一璞 发自 凹非寺
  量子位 出品 公众号 QbitAI

  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。

  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。

  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。

  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。

  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”:

  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:

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:

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。

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。

  参考链接:

  1、https://www.theatlantic.com/science/archive/2019/07/ten-years-human-brain-project-simulation-markram-ted-talk/594493/

  2、https://www.sciencemag.org/news/2015/10/rat-brain-or-smidgeon-it-modeled-computer

  3、https://link.springer.com/article/10.1007/s13752-019-00319-5

  作者系网易新闻·网易号“各有态度”签约作者    

来自:
量子位(ID:QbitAI)

作者:Johnson
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