生物学家马卡兰计划 在2015年正式组装人类大脑———
在瑞士洛桑理工学院的实验室里,一个巨大的超级计算机正在模拟老鼠大脑的神经网络工作着,它被称做“蓝脑”。科学家们期望,这个超级计算机有一天可以模拟人脑,从而达到研究和治疗两种疾病———阿尔茨海默氏症和帕金森氏症的目的。
洛桑理工学院的科学家亨利·马卡兰期待着2015年实现这个计划。然而,有一些科学家却对此持怀疑的态度,毕竟大脑是个结构复杂、充满秘密的生命器官,完全模拟出来似乎还不现实。
这个被称做“蓝脑”的超级计算机是空前的大机器,由1万个电脑芯片组成,它们扮演着一个一个神经元的角色,模仿真正大脑的工作。屏幕上,电流在“神经网络”中一闪一闪的通过,那是“神经细胞”开始工作了,传出“吧嗒吧嗒”的轻柔音调。
目前,“蓝脑”记录了一些年轻老鼠大脑皮层的部分工作状态,复制这些细胞活动的过程非常复杂。神经元的连接就像树状的分叉结构,神经细胞一群一群的开始发出音调,然后慢慢的找到共同的节奏。
研究带头人生物学家马卡兰说:“这些都完全是它们自己在工作,是本能的。”
马卡兰和他的35名同伴在洛桑理工学院不断维护和更新着这个模拟大脑的运转。现在它已经是世界上最大的超级计算机,但是马卡兰相信不久之后它就会不够用了,因为他们需要建造更大的计算机来制造电子思想机器———那是一个终极复制人脑的机器。他们已经画好了蓝图,并将他们的论文发表在了《自然》杂志上。
正方观点:模拟大脑已具备条件
马卡兰介绍说,计划将分为几个阶段进行:2008年先用啮齿动物做实验,2011年后将试图组装一个猫的大脑,在2015年正式组装人类大脑之前可能还会制造猕猴的大脑。
实现这一设想的花费也是巨大的,从2008年计划开始到2015年结束,至少需要数十亿个神经元和上万亿个神经突触,其中光是记录所有人脑的信息就需要刻录1亿张DVD光盘。
这项研究需要极大的耐心:研究者们用了很多年打开了数千只老鼠的头骨,取出它们的大脑,并将这些大脑切成薄片,而且保持它们的活性。之后,他们要用微小的传感器控制每一个独立的神经元。他们窃听每个细胞之间的信息传递,然后截取临近细胞的回馈信息。
这些大脑切片受到各种电流的刺激,然后对这些刺激做出反射。这种刺激在实验室中的老鼠大脑也接受过,也许是奶酪的美味或者被什么“怪物”惊吓。电流不停的工作,犹如一只活着的老鼠大脑,工作人员就不停的记录着各种信号,直到大脑切片死亡。
最后,马卡兰和他的同事们把老鼠们一生中能够遇到的每一种情况,几百种脑细胞的活动状态都收集起来,储存在一个无止尽的平台中。巨大的储存量让研究者们开始构建一个数字发展平台。
44岁的马卡兰非常清楚他们将要遇到的困难。在《自然》上他说:“现在,我们已经有了我们需要的计算机。我们知道,这就足以开始我们的计划了。但是如果我们不去建造大脑,那么我们将永远不能理解它是怎样工作的。”
在瑞士洛桑理工学院的实验室里,这一个巨大的超级计算机正在模拟老鼠大脑的神经网络工作着。马卡兰期待着2015年实现这个计划,期待着有一天它不仅可以模拟人脑,还能帮助科学家们研究和治疗阿尔茨海默氏症和帕金森氏症。
反方观点:计算机不能模拟思维
德国《明镜》周刊发表了该内容的报道,作者曼弗雷德·多尔沙科提出两个重要的问题:意识如何在电子细胞中发展活动?从基因、蛋白质和各种传递物质中得到的智慧的火花如何才能准确的表现?
此前也关注了马卡兰该项研究的中国科学院(上海分院)神经研究所的联合研究组组长章晓辉在接受本报记者采访时表示,马卡兰的研究为大脑研究提出了非常好的框架,但目前只能说是一个框架,一个设想,一个思路。实现它还是一个不实际的梦。
章晓辉说,马卡兰的实验事实上是希望用计算机数字计算的形式模拟大脑,而不是真的做一个人造大脑。人们对他的研究理解为“人造大脑”其实是不对的。尽管如此,他的模拟设想也难以实现。“他的研究是有一定的前瞻性,但目前来说时间太早。”
章晓辉告诉记者,马卡兰为大脑研究提出的框架包括研究大脑的不同层次,从系统到神经灰度到神经元之间的连接。
章晓辉说:“马卡兰只是用超级计算机建立一个数据库。目前,我们对大脑很小一部分的神经网络的组成、结构、功能单位、连接方法、传递信息的方式……都还不是很了解,更不用说是更大的网络。一个大脑中一个功能区包括很多的小的网络群,不同的功能区之间又要有连接,有交流。”
不过他同时认为,马卡兰提出的设想是把不同层次的数据收集起来建立一个信息库。这可以为以后的大脑研究提供丰富的信息。
对于马卡兰已经在模拟的老鼠大脑,章晓辉说:“马卡兰目前的模拟其实也只是一种简单的模拟,对部分神经网络的模拟,但如果能够像真的老鼠对一个简单的动作作出反应,这样才能算是真正的模拟大脑。它是一种简单的复制大脑细胞工作的方式,但是不能够模拟大脑的思维。”