安妮 郭一璞 發(fā)自 凹非寺
量子位 出品 | 公眾號(hào) QbitAI
10年砸入10億歐元，為了用計(jì)算機(jī)模擬人腦。這個(gè)十年前曾轟動(dòng)全球的項(xiàng)目，如今徹底“死”了，死得悄無聲息。要不是有位西方記者提起，人們幾乎已經(jīng)完全遺忘。
模擬人腦？呵，實(shí)際連一只蠕蟲的大腦也模擬不出來。
2009年的7月22日，瑞士神經(jīng)科學(xué)家Henry Markram在TED大會(huì)上宣布，將用計(jì)算機(jī)模擬人類的整個(gè)大腦，并進(jìn)一步揭露意識(shí)的本質(zhì)。
Markram的項(xiàng)目雄心勃勃，將這個(gè)項(xiàng)目的時(shí)間線，訂到了10年后。歐盟政府牽頭下注，資助其10多億歐元用于研究。
這個(gè)項(xiàng)目宣布后，曾引起了一時(shí)的轟動(dòng)，BBC、科學(xué)美國(guó)人、英國(guó)衛(wèi)報(bào)、人民網(wǎng)及國(guó)內(nèi)多個(gè)門戶網(wǎng)站都參與報(bào)道，還引發(fā)過800多名神經(jīng)科學(xué)家的聯(lián)名上書。
放長(zhǎng)線、大手筆的投入，換來的結(jié)果呢？
截止到今年7月，10年已經(jīng)過去，而Markram和其模擬人腦的項(xiàng)目已沒有了任何消息。別說人腦，其公布過的兩項(xiàng)研究還止步于鼠類。
還是大西洋報(bào)道的記者Ed Yong第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)了此事，在推特上發(fā)帖，再次引發(fā)對(duì)這個(gè)話題的討論，引發(fā)吃瓜網(wǎng)友圍觀。
這場(chǎng)研究，開始時(shí)轟轟烈烈，結(jié)束時(shí)又悄無聲息。
這個(gè)項(xiàng)目來龍去脈如何？又是為什么失敗的？
轟動(dòng)一時(shí)的“藍(lán)腦計(jì)劃”
模擬大腦的計(jì)劃由來已久，是Markram在德國(guó)海森堡普朗克醫(yī)學(xué)研究所擔(dān)任博士后時(shí)開始的“藍(lán)腦計(jì)劃”（Blue Brain Project），只不過那時(shí)的目標(biāo)還不是人腦。
因?yàn)槌晒y(cè)量老鼠大腦兩個(gè)神經(jīng)元之間電信號(hào)的強(qiáng)度，Markram一戰(zhàn)成名，1998年，他成為以色列雷霍沃特魏茨曼科學(xué)研究所的一名教授。
注意，這項(xiàng)研究的關(guān)鍵意義在于，給了計(jì)算機(jī)模擬人腦的學(xué)習(xí)能力一個(gè)可能。
于是，這就有了2009年，Markram在TED大會(huì)上，向公眾宣布了一個(gè)驚人大計(jì)劃：
他要在了解大腦結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建一個(gè)復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，模擬人腦的86億個(gè)神經(jīng)元和100萬億的突觸。
Markram表示，研究一旦成功將對(duì)整個(gè)人類帶來極大意義：
為老年癡呆等疾病帶來革命性進(jìn)展，研發(fā)出更智能認(rèn)知能力更強(qiáng)的機(jī)器人，甚至幫助找到讓計(jì)算機(jī)處理速度更快的方式。
這個(gè)項(xiàng)目在公布之后獲得了大量關(guān)注，甚至是政府。
2013年，歐盟政府牽頭，聯(lián)合多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的科研機(jī)構(gòu)，打算資助這個(gè)看起來極其炫酷的實(shí)驗(yàn)。
他們重金押注，一出手就是13億歐元，將藍(lán)腦計(jì)劃更名為“人類腦計(jì)劃”，全稱Human Brain Project，簡(jiǎn)稱為HBP。
拿到這筆巨額資金，HBP項(xiàng)目進(jìn)展似乎并沒有那么順利。
據(jù)《科學(xué)美國(guó)人》報(bào)道說，當(dāng)時(shí)美國(guó)出版社用“大腦迷霧”（brain fog）和“大腦沉船”（brain wreck）來嘲諷藍(lán)腦計(jì)劃，幾位了解這個(gè)計(jì)劃的科學(xué)家將Markram稱為“偏離軌道的天才”。
2014年，輿論攻擊甚是猛烈，近800位神經(jīng)科學(xué)家聯(lián)合上述，致信歐盟委員會(huì)，稱HBP項(xiàng)目，其管理結(jié)構(gòu)和研究重點(diǎn)都需要改變，它本需要整個(gè)歐洲進(jìn)行協(xié)作，就像人類基因組計(jì)劃一樣。
27名科學(xué)家組成的評(píng)估組中，25人不看好HBP。
研究成果
雖然質(zhì)疑頗多，但HBP也不能說是毫無成就。
經(jīng)歷諸多質(zhì)疑后，2015年，HBP終于拿下一血：其論文Reconstruction and Simulation of Neocortical Microcircuitry，登上了當(dāng)年10月的《Cell》封面。
論文地址：
https://www.cell.com/abstract/S0092-8674(15)01191-5
在這篇論文中，他們首次用計(jì)算機(jī)模擬了含有207種亞型的大鼠神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，共包含31000個(gè)神經(jīng)元和3700萬個(gè)神經(jīng)突觸。
Markram的研究思路從這個(gè)論文中也多少得以體現(xiàn)，他們將大鼠大腦進(jìn)行切片處理，分析每一部分的神經(jīng)元、分子生物學(xué)信息和電生理學(xué)特征，然后在超級(jí)計(jì)算機(jī)中像拼圖一樣將其重構(gòu)。
這項(xiàng)研究表明，動(dòng)物大腦中的皮質(zhì)柱（cortical column）是可以被仿真模擬的。
2018年，HBP再次有了進(jìn)展，推出了首張小鼠大腦中每個(gè)細(xì)胞的數(shù)字3D圖譜：The Blue Brain Cell Atlas。
論文地址：
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
在這項(xiàng)研究中，Markram將研究主體放至小鼠，通過這份圖譜可對(duì)小鼠大腦中每個(gè)區(qū)域進(jìn)行可視化，還能下載相關(guān)數(shù)據(jù)用于自己的分析和建模。
Markram表示，這份圖譜是當(dāng)時(shí)關(guān)于小鼠腦細(xì)胞全部區(qū)域最準(zhǔn)確的預(yù)估結(jié)果。
昔日輝煌已成過去，無論過程如何曲折，從結(jié)果來看，“10年內(nèi)用計(jì)算機(jī)模擬人腦”的計(jì)劃，終究成為了“曾經(jīng)夸下的?？凇?。
各國(guó)專家都不看好
神經(jīng)科學(xué)家們不看好HBP，可不是一兩天的事了。
四年前，HBP團(tuán)隊(duì)在Cell上發(fā)布小鼠大腦建模成果時(shí)，就引來了各國(guó)科學(xué)家的批評(píng)，他們認(rèn)為這個(gè)項(xiàng)目沒什么實(shí)際意義，純屬浪費(fèi)錢，建模不是解決問題的途徑，建模就是問題本身，沒有試圖解決某個(gè)特定的研究問題。
當(dāng)時(shí)，里斯本Champalimaud中心的神經(jīng)科學(xué)家Zachary Mainen評(píng)價(jià)說，這個(gè)項(xiàng)目沒什么吸引人的，只是工作量大而已。
德國(guó)法蘭克福馬克斯普朗克腦研究所主任Moritz Helmstaedter覺得，雖然把數(shù)據(jù)做出來是好的，但HBP只是拉大旗作虎皮，大肆宣傳，但實(shí)際上什么新發(fā)現(xiàn)也沒有，“把一大堆數(shù)據(jù)放在一起并不是科學(xué)發(fā)現(xiàn)?！?/p>
而且，當(dāng)時(shí)公布的小鼠大腦模型遺漏了腦組織的許多要素，比如血管、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，它們占到了大腦中90%的細(xì)胞，Markram對(duì)此的解釋是這只是初稿，將來還會(huì)增加更多數(shù)據(jù)。
但前面那位德國(guó)學(xué)者Helmstaedter卻發(fā)出了嘲諷：“這就跟‘我想登上月亮，我已經(jīng)把梯子架在了大樹上’一樣?！?/p>
倫敦大學(xué)學(xué)院（UCL）的神經(jīng)科學(xué)家Peter Latham也覺得，這個(gè)項(xiàng)目工作量非常龐大，但實(shí)際上并沒有研究出來大腦究竟是如何工作的。
加拿大滑鐵盧大學(xué)的理論神經(jīng)科學(xué)家Chris Eliasmith則認(rèn)為，這個(gè)項(xiàng)目有點(diǎn)“高射炮打蚊子”了：“你完全可以用一個(gè)小一點(diǎn)的模型來實(shí)現(xiàn)這個(gè)結(jié)果?！碑?dāng)時(shí)Eliasmith已經(jīng)發(fā)布了一個(gè)包含250萬個(gè)神經(jīng)元的模型，但它的模型比HBP小得多。
依照這些科學(xué)家們的批評(píng)，似乎藍(lán)腦項(xiàng)目就像是一個(gè)巨大的搬磚項(xiàng)目，磚搬了很多，但實(shí)際上什么房子都沒有蓋起來。
不只是“沒有意義”這一點(diǎn)讓人質(zhì)疑，其后，不少專家學(xué)者都覺得Markram的想法實(shí)在是太難實(shí)現(xiàn)了。
神經(jīng)科學(xué)家Grace Lindsay認(rèn)為，對(duì)秀麗隱桿線蟲的302個(gè)神經(jīng)元做映射和建模已經(jīng)很難了，模擬860億神經(jīng)元的人類大腦，是完全不現(xiàn)實(shí)的，甚至單單把這個(gè)作為目標(biāo)都是一件不靠譜的事情?！澳愕哪X袋里面有一個(gè)大腦了，然后你在計(jì)算機(jī)里放了一個(gè)大腦，這能說明什么呢？”
至于Markram所說的，要把這個(gè)模擬出來的大腦做成某種測(cè)試環(huán)境，Lindsay承認(rèn)測(cè)試環(huán)境有價(jià)值，但是測(cè)試環(huán)境需要基于循環(huán)邏輯，而且，所測(cè)試的研究想法必須非常先進(jìn)?！爱?dāng)神經(jīng)科學(xué)‘完成’了，我們應(yīng)該做這樣一個(gè)模型，但現(xiàn)在做恐怕很難?！?/p>
甚至，加拿大Neurolinx研究所的Klaus M. Stiefel和辛辛那提大學(xué)的Daniel S. Brooks還專門寫了一篇論文來闡述為什么針對(duì)人類大腦的模擬做不成。他們認(rèn)為，即使是低等動(dòng)物，也需要大量參數(shù)，對(duì)哺乳動(dòng)物來說，參數(shù)、組織層次限制和大腦特定生態(tài)學(xué)特征會(huì)讓這件事情無法達(dá)成。
網(wǎng)友集體反諷
悉尼科學(xué)家Jon Brock想起了自己的“悲慘歲月”：
我2013年也被叫去弄一個(gè)澳大利亞版本的“HBP”，那會(huì)兒所有人都覺得這特搞笑，但是沒人能想到啥更厲害的項(xiàng)目，所以我們最后提了一個(gè)沒這么宏大的目標(biāo)，最后不了了之了。
也有人覺得立10年flag這事太開玩笑：
對(duì)10年后最靠譜的預(yù)測(cè)只有：十年后我的體重會(huì)超過現(xiàn)在。
還有不少人，質(zhì)疑歐盟給10億是有錢燒的：
要我說，這項(xiàng)目最大的bug就是Markram本人，歐盟咋能把10億歐元這么大一筆錢扔給一個(gè)人管呢？這就跟寡頭一樣。還好他走了。
不知道他們之前這樣花了多少個(gè)10億歐元？
可能很多錢都花在了類似的項(xiàng)目上。
參考鏈接：
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
— 完 —
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