十年模擬人腦無果，這個耗資10億歐元的「巨無霸」項目正走向敗局

【獵雲網（微信號：ilieyun）】7月31日報道 （編譯：張璐璐）

獵雲網註：十年前，一位神經科學家——人類大腦計劃的創始人亨利·馬克拉姆（Henry Markram）信誓旦旦，宣稱要在十年內模擬一整個人類大腦，並在短短几年後獲得了歐盟十億歐元的資助。如今項目期滿，結果卻竹籃打水一場空。文章來源：AI星球（ID：ai_xingqiu），編譯：張璐璐，編輯：李郁然。

2009年7月22日，在英國牛津舉行的TED全球大會上，神經科學家亨利·馬克拉姆（Henry Markram）走到台前向觀眾宣布，他將在一台計算機中模擬極其複雜的人腦。

他滿懷豪情壯志地表示：「這或許能幫助我們理解感知、理解現實，甚至理解物理實在（physical reality，即意識所創造的事實）」。

在時間的規划上，馬克拉姆同樣雄心勃勃：「我們將在10年內實現對人腦的模擬，如果成功了，我們將用全息影像的形式在TED的舞台上發表演講。」

但是現在，10年過去了，馬克拉姆的承諾並沒有兌現。

可能會有人爭辯說，高瞻遠矚和高談闊論就是先驅者的本質，況且在前沿科技方面，任何失敗都不足為奇，單獨拿這種失敗的項目出來討論是不禮貌的。

但是，馬克拉姆的承諾仍然值得重新審視，原因有兩個：

其一，這個項目的投資巨大。2013年，歐盟委員會（European Commission）對馬克拉姆的倡議「人類大腦計劃（Human Brain Project，簡稱 HBP）」注資10億歐元（當時價值約14.2億美元）；

其二，人類大腦計劃的探索方向，以及它所遭受的強烈非議，暴露了神經科學家在如何看待大腦、應該如何研究大腦方面的巨大分歧。

模擬大腦的荒謬在哪？

馬克拉姆的目標遠不只構建一個簡化版的大腦，他要創造的是一件精妙絕倫的複製品，包括精細地復刻出組成大腦的神經元和流經它們的電活動，甚至內部處在開啟或關閉狀態的基因。

從一開始，這種方法就受到了大量批評，許多神經科學家認為，這種自下而上的策略非常不靠譜，簡直可以說荒謬至極。

人腦極其錯綜複雜，對於神經元如何連接與合作、記憶如何形成、決策如何做出，我們的未知遠遠大於已知，在短短十年之內對其進行足夠細緻的解碼，並據此構建一個複製品，這根本不可能。

對包含302個神經元的秀麗隱桿線蟲大腦進行描繪並建模的難度就已經非常大，更不必說人腦內的860億個神經元。

神經科學家格蕾絲·林賽表示：「人們認為這不切實際，這甚至根本算不上是一個合理的目標。」目前她正在撰寫一本關於大腦建模的書。

那麼這一切的意義何在？人類大腦計劃的目的並非解決任何特定的研究問題，也不是驗證某些關於大腦工作原理的假設。

模擬本身似乎就是目的：一個對於不存在的問題的複雜答案，一個尋找用途的工具。

馬克拉姆還曾成立一個類似的風險投資項目，稱為藍腦計劃（Blue Brain Project）。這個項目在2015年發布了對3萬個大鼠神經元的模擬，而這僅僅是嚙齒動物小腦袋裡0.15%的神經元。批評者稱，該項目費時費力，但成果甚微。

即使它能在項目時限內將研究規模擴展至人腦，但這樣又有什麼意義呢？「如果模擬成功，我們可以得到一個存在於計算機里的大腦，可我們的頭蓋骨里已經有一個大腦了，」林賽說，「那計算機里的大腦又能給我們什麼啟發呢？」

馬克拉姆解釋道，他並不指望這個模擬實驗能發揮很大的作用，這與他在TED演講的說法可不太一樣。

他說，自己的目的不是製造人工智慧，也不是通過圖靈測試（Turing test）。相反，他只把這當做一個實驗平台，一種讓科學家不利用動物腦進行實驗就能檢驗假設的手段。

這種模擬的確可能允許研究人員檢驗關於大腦的各種假設，但首先這方面的研究必須極其先進，才能讓模擬實驗成為現實。「一旦神經科學『修成正果』，我們應該就能做到模擬大腦；但將其作為探索過程的中間步驟，這似乎難以實現」，林賽認為。

美國冷泉港實驗室（Cold Spring Harbor Laboratory）的安妮·丘奇蘭德補充道：「我不清楚這樣超大規模的模擬能實現怎樣的效果。」

目前，她的團隊正在進行關於大腦的研究，例如通過模擬神經網路來研究大腦如何整合視覺和聽覺信息。「我可以用幾十萬個神經元來實現這一點，但如果實驗樣本是700億個神經元，實驗結果將非常難以預測。」

模擬可行，但毫無意義

最近，在一篇題為《大腦模擬的科學案例》（The Scientific Case for Brain Simulations）的論文中，幾位人類大腦計劃的科學家提出，大型模擬「在填補神經元研究和大腦系統水平之間的空缺方面很可能是必不可少的」。

也就是說，科學家能夠研究神經元具體運作的細節，也可以研究整個生物體的行為，但他們需要通過模擬來揭示前者如何引發了後者。

該論文的聯合作者們將這一點與天氣預報進行了類比，即藉助對各個區域物理和化學狀況的了解，我們可以準確預測全球的氣溫、降水和風力。

但華盛頓大學的神經科學家阿德里安·菲兒霍爾認為，這種類比並不可行。費爾霍爾曾有物理學背景，她指出，大型模擬確實有助於了解氣候和星系，但是，「行星系統就是行星系統，和其他任何事物無關。然而大腦就是就是建立在關注其他事物的基礎之上的。」

也就是說，大腦接收來自外部世界的信息，控制人類和動物的身體對信息作出響應，進而向外部世界作出反饋。

如果把大腦置於一個虛擬的缸中，不與眼睛、耳朵和四肢產生聯繫，我們又能從這樣一個脫離軀殼的大腦中學到什麼呢？

菲兒霍爾說：「用一塊腦組織可以進行所有的物理學研究，但這無法使我們了解所有的信息。生物學研究有意義的物質。單純模擬組織可行，但毫無意義。」

因此，人類大腦項目就處在了一個相當尷尬的位置，人們批評它既過於浮誇，又過於狹隘。

曾與作者對話並對該項目持懷疑態度的人中，並沒有人反對模擬部分大腦的想法，但所有人都認為，這樣的探索應由某些實際的研究問題驅動。

例如，紐約大學的神經生物學家汪小京（Xiao-Jing Wang）已經建立了模型，展示出如果神經元之間以某種特定的方式連接，就能在無刺激的情況下保持電活動——這就是我們所說的工作記憶的本質，或者說大腦暫時保存某些想法的能力。

又比如，滑鐵盧大學的克里斯·埃利亞史密斯建立了一個名為「Spaun」的模型，這個利用250萬個虛擬神經元集合構建的「簡化版」大腦，能進行簡單算術以及解決基礎的推理問題。

注入「人類大腦計劃」的資金本可以為無數個類似的項目提供支持，這在很大程度上解釋了人類大腦計劃遭受眾多非議的原因。

2014年，近800名神經科學家向歐盟委員會寫了一封公開信，稱「人類大腦計劃的構思既不精巧，實施也不到位，不適合成為歐洲神經科學的核心項目」。

一年後，一個調解委員會與這些批評者達成一致意見，要求人類大腦計劃重新調整研究方向，將工作重心放在「少數更重要的活動」，並重新調整其非正規的管理結構。

「人類大腦計劃」默許了這一提議。很快，它將自己「重新包裝」成一個軟體項目，目的是管理人類現有的大腦研究數據，提供搜索這些數據的工具，並開發允許其他研究人員建立自己模型的模擬器。

由於大筆研發經費將於2023年到期，該團隊近期所寫的論文更像是融資計劃書，他們寫道：「開發高質量的大腦模擬器需要長期的資源投入。」

這聽起來似乎挺有說服力，不過，知情人士卻很難說出「人類大腦計劃」在過去十年中做出的任何一項重大貢獻。雖然這個項目並非毫無建樹，但似乎並沒能產出與預算相符的成果。或者說，人類大腦計劃還需要重新贏回因炒作而失去的學術團體的信任。

不過，馬克拉姆依然不屈不撓，在最近的一篇論文中，他和同事Xue Fan並不滿足將大腦模擬局限於神經科學領域，而且更堅定地將其推廣到整個西方哲學和人類文明的範疇。

在一封電子郵件中，他表示：「該項目受到的政治阻力（而非科學阻力）大大拖慢了進度，但這絕不能、也絕不會令我們停下腳步。」

他特別指出，140個員工仍為藍腦計劃奮鬥，並且最近獲得了5位外部評審員的正面評價，在「對越來越大的人腦區域建立精準的生物模型」方面，該項目的能力正呈「指數增長」。

儘管現在沒有了時間的約束，但對神經科學的未來口出狂言的人從來都不會缺席。

2014年，TED在溫哥華主會場舉行了會議，麻省理工學院媒體實驗室創始人尼尼古拉斯·內格羅蓬特發表了開場演講。

演講結束時，他聲稱在30年內，「我們將真正消化信息。吞一顆藥丸就能學會英語，吞一顆藥丸就能了解莎士比亞，而這一切將通過血液循環得以實現。一旦藥丸進入血液，就能在其中傳輸，最終進入大腦，而藥丸一旦進入了大腦，就會解體，不同的藥丸碎片將會分別置於大腦中正確的地方。」

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