模拟人脑项目失败案例(模拟人脑项目失败)

2022-09-12 10:46:02   编辑:闵鸣华
导读很多朋友对模拟人脑项目失败案例,模拟人脑项目失败还不了解,今天小绿就为大家解答一下。10年变成10亿欧元,为了用计算机模拟人脑。这个十...

很多朋友对模拟人脑项目失败案例,模拟人脑项目失败还不了解,今天小绿就为大家解答一下。

10年变成10亿欧元,为了用计算机模拟人脑。这个十年前轰动全球的项目,如今彻底“死”了,悄然死去。如果不是一个西方记者提起,人们几乎已经完全忘记了。

2009年7月22日,瑞士神经科学家亨利马克拉姆(Henry Markram)在TED大会上宣布,将利用计算机模拟整个人类大脑,进一步揭示意识的本质。

马克拉姆的项目雄心勃勃,这个项目的时间线设定为10年后。欧盟率先投入超过10亿欧元用于研究。

这个项目公布后,引起了一时的轰动。BBC、科学美国人、英国卫报、人民网以及国内多家门户网站都参与了报道,还引发了800多名神经科学家的联名请愿。

长期大投入的结果是什么?

到今年7月,10年过去了,马克拉姆及其模拟人脑的项目没有任何消息。人脑就更不用说了,它发表的两项研究还停留在老鼠身上。

《大西洋报道》记者埃德永(Ed Yong)第一时间发现了此事,并在推特上发帖,再次引发了对此话题的讨论,引起了吃瓜网友的围观。

这项研究开始时轰轰烈烈,结束时静悄悄的。

这个项目的来龙去脉是什么?为什么会失败?

轰动一时的蓝色大脑项目

模拟大脑的计划由来已久。马克拉姆在德国海森堡普朗克医学研究所做博士后时就启动了“蓝脑计划”,但当时的目标并不是人脑。

马克拉姆在第一次世界大战中成名,是因为他成功测量了老鼠大脑中两个神经元之间的电信号强度。1998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,它让计算机有可能模拟人脑的学习能力。

因此,2009年,马克拉姆在TED大会上向公众宣布了一项惊人的计划:

在了解大脑结构的基础上,他将使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100万亿个突触。

马克拉姆表示,一旦研究成功,将给全人类带来重大意义:

为阿尔茨海默氏症等疾病带来革命性的进展,开发更智能、认知能力更强的机器人,甚至有助于找到让计算机处理速度更快的方法。

这个项目获得了很多关注,甚至来自政府。

2013年,欧盟政府率先联合多个国家和地区的科研机构,打算资助这项看似很酷的实验。

他们下了大赌注,单次出手13亿欧元,并将蓝脑计划改名为“人脑计划”,全称是HBP。

有了这笔巨额资金,HBP项目的进展似乎并不那么顺利。

据《科学美国人》介绍,当时美国出版社用“脑雾”和“脑残”嘲讽蓝脑计划,几位知道该计划的科学家称马克拉姆为“偏离轨道的天才”。

2014年,舆论攻击非常猛烈。近800名神经科学家综合上述内容,致信欧盟委员会,称HBP项目及其管理结构和研究重点都需要改变。它应该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小组中,有25人不看好HBP。

研究成果

尽管有许多疑问,但不能说HBP一事无成。

在诸多质疑之后,2015年,HBP终于赢了一次血:其论文《新皮质微电路的重建与模拟》登上了当年10月《Cell》的封面。

论文地址:

https://www . cell . com/abstract/s 0092-8674(15)01191-5

在这篇论文中,他们首次模拟了具有207个亚型的大鼠神经网络,包括31000个神经元和3700万个突触。

马克拉姆的研究思路在本文中也有所体现。他们对大鼠大脑进行切片,分析各部分的神经元、分子生物学信息和电生理特征,然后像超级计算机中的拼图一样进行重构。

这项研究表明,动物大脑中的皮质柱是可以模拟的。

2018年,HBP再次取得进展,推出了第一张小鼠大脑每个细胞的数字3D地图:蓝色脑细胞图谱。

论文地址:

https://www . frontier sin . org/articles/10.3389/fn INF . 2018.00084/full?UTM _ source=FWEButm _ medium=NBLOGutm _ campaign=ECO _ fn INF _ blue-brain-cell-atlas

在这项研究中,马克拉姆将研究对象放入老鼠体内。通过这个图谱,可以将老鼠大脑中的每个区域可视化,并下载相关数据,供自己分析建模。

马克拉姆说,这张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,终于变成了“曾经被吹嘘的海口”。

世界各地的专家都不乐观

用不了一两天,神经科学家就会不喜欢HBP。

四年前,当HBP团队公布老鼠大脑细胞建模结果时,引来了全世界科学家的批评。他们认为这个项目没有实际意义,是浪费钱。建模不是解决问题的方法,而是问题本身,他们并没有试图解决一个具体的研究问题。

当时,里斯本Champalimaud中心的神经科学家Zachary Mainen评论说,这个项目没有什么吸引力,只是工作量很大。

德国法兰克福马普大脑研究所所长Moritz Helmstaedter觉得,虽然做出来的数据不错,但HBP不过是举旗为虎皮,大张旗鼓地宣传而已,实际上并没有什么新的发现。“把大量数据放在一起不是科学发现。”

而且当时发表的小鼠脑模型省略了脑组织的很多元素,比如血管、胶质细胞等,这些细胞占了大脑中细胞的90%。马克拉姆解释说,这只是第一稿,未来还会增加更多数据。

然而,前德国学者赫尔姆斯塔德特(Helmstaedter)却对此进行了嘲讽:“这就像‘我要去月球,我已经在一棵大树上放了梯子’。”

伦敦大学学院(UCL)的神经科学家彼得莱瑟姆(Peter Latham)也觉得这个项目工作量巨大,但实际上并没有研究出大脑实际上是如何工作的。

加拿大滑铁卢大学理论神经科学家克里斯埃利史密斯(Chris Eliasmith)认为,这个项目有点“高射炮打死蚊子”:“你可以用一个更小的模型来达到这个结果。”当时,Eliasmith发表了一个有250万个神经元的模型,但它的模型比HBP的小得多。

按照这些科学家的批评,似乎蓝脑计划就像一个巨大的搬砖工程。搬了很多砖,实际上没有盖房子。

让人质疑的不仅仅是“毫无意义”。后来很多专家学者都觉得马克拉姆的想法太难实现了。

神经科学家Grace Lindsay认为,很难对秀丽隐杆线虫的302个神经元进行映射和建模。用860亿个神经元来模拟人脑是完全不现实的,甚至仅仅以此为目标也是不靠谱的。“你的脑袋里有一个大脑,然后你把一个大脑放进电脑。这是什么意思?”

正如马克拉姆所说,要把这个模拟大脑做成某种测试环境,林赛承认测试环境是有价值的,但测试环境需要建立在循环逻辑的基础上,测试的研究思路必须非常先进。“等神经科学‘完成’了,我们应该做出这样的模型,但现在恐怕很难做到。”

就连加拿大Neurolinx研究所的Klaus M. Stiefel和辛辛那提大学的Daniel S. Brooks也曾撰文解释为什么模拟人脑做不到。他们认为即使是低等动物也需要很多参数。对于哺乳动物来说,大脑的参数、组织水平约束和特定的生态特征将使这成为不可能。

网友集体讽刺

悉尼的科学家乔恩布洛克回忆了他“悲惨的岁月”:

“2013年,我还被要求买一部澳大利亚版的《HBP》。当时大家都觉得很搞笑,但是谁也想不出比这更厉害的,所以我们最后提出了一个不那么宏大的目标,最后不了了之。”

有人觉得立了10年的旗太搞笑了:

从现在起10年内最可靠的预测是,我会比现在重。

还有很多人质疑欧盟给10亿,钱多得烧不完:

“如果要我说,这个项目最大的bug就是马克拉姆本人。欧盟怎么能把10亿欧元这么大一笔钱扔给一个人?就像寡头一样。幸好他走了。”

你知道他们之前花了多少亿欧元吗?可能类似的项目花了很多钱。

参考链接:

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

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

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

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