差差差不多视频30分钟轮滑复刻大脑的这场“狂想”，真的失败了吗？_Z差差差不多视频30分钟轮滑AKER新闻
复刻大脑的这场“狂想”，真的失败了吗？_Z差差差不多视频30分钟轮滑AKER新闻
“我来北京是为了加强中美高层的沟通，明确我们的立场和意图以及存在分歧的领域。在这些领域，当我们的利益一致时，我们可以共同努力，共同应对跨国挑战。”
2009 年，瑞士神经科学家 Henry Markram 提出了一个令科学界震惊的设想：用计算机完整模拟由 860 亿个神经元、100 万亿个突触构成的人类大脑。这个 " 疯狂 " 构想如果真能实现，不仅可能为阿尔茨海默症等脑部疾病的治疗开辟新途径，还将为智能机器人的发展提供宝贵的生物学启示。2013 年，在欧盟等多方支持下，这个雄心勃勃的设想最终化为现实，人类脑科学计划（Human Brain Project，HBP）正式启动。▷图 2. 人类脑科学计划（Human Brain Project，HBP）. 图源：HBP 官网这项堪比上世纪登月计划的大科学工程，将目光投向了一个更为神秘的领域——我们头颅中的 " 内宇宙 "。以理解人脑的复杂性和推动脑疾病治疗为目标，不畏神经科学领域的各种挑战，誓要揭开人类大脑的终极奥秘。如今，十年过去了。2024 年 9 月，一份独立报告全面总结了 HBP 在推动脑科学研究、模拟大脑及成果转化等方面的进展 [ 1 ] 。这个起步于一位科学家 " 狂想 " 的项目，究竟取得了哪些突破？其间受到了什么限制？在人工智能蓬勃发展的今天，HBP 的经验又能给我们哪些启示？让我们一起回顾这个 " 大科学计划 " 的十年历程。 HBP 数据概览人类脑计划（HBP）是欧盟于 2013 年启动的一项大型科研项目，旨在通过模拟和理解人脑的复杂功能，推动神经科学、计算机科学和医疗领域的进步。当时，全球科学界对脑科学、计算技术、人工智能以及其潜在的医学应用表现出极大的兴趣。以往研究虽然取得了显著进展，但依然缺乏多尺度、多维度的综合模型来全面解释大脑如何在生物、化学和物理层面发挥作用。HBP 基于这一背景，希望通过神经科学、计算科学和跨学科合作，解决大脑研究中的关键难题，尤其是脑疾病的成因、神经网络的运行机制等。 ▷图 3. HBP 数据概览。图源：HBP 官网十年来，HBP 在推动脑科学研究和技术应用方面取得了一系列成果。HBP 先后有500 余位科学家参与，来自 19 个国家的 155 个研究机构。借助该项目的资助，参与的科学家发表了 3000 余篇论文、92 项专利，孵化了 12 个公司。HBP 开发的 EBRAINS 数据库，目前有近1500 家科研机构的上万名科学家使用。▷图 4. EBRAINS 数据库相关事实。图源：HBP 官网 HBP 的主要研究内容欧盟 HBP 计划在全球范围内得到广泛关注，被认为是与美国 " 脑计划 "（BRAIN Initiative）齐名。但两者在研究方向上有着本质的不同，美国 BRAIN Initiative 侧重于神经技术的开发和应用，而欧盟 HBP 更侧重于大脑模拟以及研究中所需的信息通信技术的开发。▷图 5. Fenix 构建不同的 EBRAINS 平台服务，允许神经科学界和其他研究界开展工作。图源：HBP 官网HBP 的主要研究内容有以下几个方面：（1）神经疾病模型：通过模拟技术，研究人员开发了用于研究阿尔茨海默病、帕金森病、抑郁症等神经退行性疾病的模型，为这些疾病的诊断和治疗带来了新的视角。（2）脑模拟与计算：HBP 的一个核心目标是创建全面的脑模型。通过大规模计算平台，研究人员能够模拟神经元网络，探索大脑的功能和疾病机制。HBP 通过创建数字大脑模型，帮助科学家更好地理解大脑运作的复杂性。▷图 5. 人欧盟脑计划的主要目标是设计并应用六个计算平台。（3）脑与 AI 的交叉进展：HBP 不仅推动了神经科学的发展，还推动了人工智能的研究，尤其是通过模拟生物神经网络为神经网络技术带来了新启示。通过脑科学的研究成果，HBP 帮助 AI 系统在处理感知、学习和记忆任务时更加高效。（4）脑数据共享平台：HBP 开发了一个名为 "EBRAINS" 的开放平台，使全球的脑科学研究者能够共享数据、工具和计算资源。这推动了科学家之间的合作，也加速了脑病研究的进程。 代表科学家与代表性成果为了实现这些宏大的研究目标，HBP 汇聚了来自神经科学、计算机科学、医学等多个领域的顶尖人才。HBP 先后有 500 余位多个领域的科学家参与。这些科学家通过功能模拟、计算和成像技术，进一步推进了对脑功能的系统性理解，特别是在神经退行性疾病的模拟和预测模型领域。参与 HBP 项目的欧洲和美国科学家主要聚焦于大规模神经模拟、神经数据的共享与分析以及神经疾病的数字化研究。以下是一些代表性成果：Henry Markram 瑞士洛桑联邦理工学院HBP 的发起人，致力于创建一个全脑模拟平台，以研究不同尺度的神经功能。他在 2005 年发起的 " 蓝脑计划 "，为 HBP 的发起和推进提供了经验。Karl Friston 英国伦敦大学学院Friston 提出了大脑预测编码理论，使得研究者可以更好地理解大脑的信号处理机制。Michael Hausser 英国伦敦大学学院通过开发光遗传学和神经元记录技术，其团队探索了神经元的突触连接与大脑功能之间的关系，为大脑结构与功能的映射奠定了基础。Alain Destexhe 法国巴黎萨克雷大学从事脑的动态功能研究，特别是脑电波的生成机制与神经元的同步现象。他的工作为解析神经信号提供了重要支持。Terrence Sejnowski 加州大学圣地亚哥分校HBP 的顾问委员会成员，专注于大脑的计算功能和机器学习技术，尤其是通过大脑模型改进人工智能系统。Christof Koch 美国艾伦脑科学研究所在艾伦研究所的团队构建了高分辨率的脑图谱数据，实现了更精确的人脑结构模型。 参与的科研机构及预算HBP 由欧洲主导，得到了欧盟 " 地平线 2020"（Horizon 2020）科研计划的资金支持，涉及多个欧洲国家的研究机构、大学和企业，最主要的参与国包括德国、瑞士、法国、英国、西班牙、意大利等。主要的科学机构包括欧洲神经科学研究机构（如德国马克斯 · 普朗克研究所），以及各大欧洲大学（如苏黎世联邦理工学院、巴黎第六大学）。跨国企业，如英特尔、IBM，为计算平台的开发提供技术支持。此外，全球其他非欧盟国家的科学家和机构也通过合作项目参与，如美国、中国等国的科研机构。HBP 最初的计划预算为 10 亿欧元，由欧盟提供大部分资金，并通过合作国家的补充资金支持。HBP 的预算分阶段拨款，前五年（2013-2018 年）的资金约为 5 亿欧元。随后，项目进入了第二阶段，继续获得数亿欧元的支持。HBP 十年总预算可能最终达到 15 亿欧元左右，涵盖了人员费用、计算平台建设、基础设施投资以及研究经费。 与 HBP 类似的脑科学项目全球范围内还有多个旨在深入研究大脑的科研项目启动。它们在推动神经科学、脑疾病研究以及人工智能等领域中取得了重要成果。这些项目在预算、目标和技术路线方面各有侧重，但都共同促进了对脑功能及其复杂网络的理解。 HBP 的项目成就与技术创新作为人类探索脑科学的里程碑式项目，从科研成果、目标达成、项目内外科学家评价来看，HBP 无疑是成功的。通过这十年的发展，HBP 不仅在神经科学领域做出了卓越的贡献，也为人工智能、医疗诊断等领域的技术革新铺平了道路。HBP 鼓励发扬的跨学科研究方法，成功将脑科学、计算机科学和医学紧密结合，创造了新的研究范式，推动数字大脑模型在医学、技术等多个领域的应用。特别是在功能建模方面，项目通过计算机仿真来模拟大脑功能，部分揭示了大脑如何处理信息，尤其是皮层柱模型为理解大脑网络提供了基础。▷图 6. 用于基于内容的图像检索的皮质柱生物形态模型。图源：MDPI，Telnykh, Alexander, et al. "A Biomorphic Model of Cortical Column for Content — Based Image Retrieval." Entropy 23.11 ( 2021 ) : 1458.通过大量资金投入和国际化的合作网络，HBP 不仅促进了对大脑结构和功能的深入理解，还推动了数字大脑模型在医学、技术等多个领域的实际应用。项目建立的开放平台，为全球研究者提供了宝贵的研究工具和数据资源，有力推动了脑疾病诊断与治疗的进展。 局限性反思尽管取得了显著成就，但客观来看，HBP 的十年发展历程中也有一些值得反思的地方。HBP 在项目初期就制定了过于复杂与乐观的目标。例如，HBP 曾试图全面模拟大脑，但是当前技术尚不能精确模拟如此复杂的系统。正如伦敦大学学院计算神经科学主任彼得 · 达扬 （Peter Dayan）指出的，" 现有模拟人脑的技术还未完全成熟。"这些模拟在处理更大规模和更复杂的网络时仍然受限。2024 年诺贝尔物理学奖得主 " 人工智能之父 " 杰弗里 · 辛顿（Geoffrey Hinton）强调，"HBP 计划的真正问题在于，科学家并不知道如何让大系统自我学习。"在项目管理方面，2015 年出现的透明度问题确实引发了科学界的关注和批评，部分研究者甚至选择退出。有观点认为，项目资金使用效率低下，部分巨额预算投向了相对不成熟或不明确的技术开发。这些问题提醒我们，大型科研项目在追求突破性成果的同时，也需要更务实的规划和更精细的管理。 未来展望回顾 HBP 项目的发展历程，我们不得不承认，脑科学研究仍面临着一系列根本性的科学问题。这些问题不仅是 HBP 项目的挑战，也是整个脑科学领域需要持续探索的方向：- 大脑的整体工作原理：如何整合复杂的神经元网络来执行认知、情感、运动等任务？- 意识的神经基础：意识如何从大脑的电生理活动中涌现？- 记忆与学习的机制：如何通过神经突触可塑性编码和检索信息？- 神经疾病的病理：大脑健康如何失衡引发精神和神经系统疾病？基于 HBP 的研究基础，百余名科学家撰文展望了未来十年的脑科学研究 [ 2 ] ，其中提到了一些值得关注的创新技术方向。- 高分辨率脑成像技术，如新一代的功能磁共振成像（fMRI）和单分子分辨率光学成像技术，将帮助我们更清晰地揭示大脑内的信息流。- 脑机接口技术，将为理解神经信号传递和大脑疾病的治疗提供新突破。- 人工智能和机器学习，其广泛应用将为分析复杂的神经数据，模拟大脑功能并预测神经网络的行为带来更多助力。- 新一代分子生物学工具（包括但不限于基因编辑技术）的发展，也将深化我们对特定神经元功能的认识。相信随着新技术的不断进步，加上 HBP 积累的宝贵经验，未来对脑科学的理解将加速发展。 后记在 HBP 项目开展的十年间，负面传闻始终伴随其左右。2015 年，部分科学家发公开信抵制该项目；2017 年，项目领衔负责人更换；2023 年，甚至有媒体直言 HBP 是个失败的项目 [ 3 ] ……中文舆论对 HBP 的关注本就有限，而已有的报道多以负面为主，与部分外媒的评价类似，集中在目标不明确、研究分散、经费不透明等方面。对于这样规模庞大的科学项目，出现负面声音并不罕见。这是言论自由表达和舆论监督的正常现象。从曼哈顿工程到登月计划，再到人类基因组计划，无一不曾历经质疑和批评。科学探索本身就充满不确定性，大型项目尤其如此。关键在于，我们应通过阅读一手资料、深入了解项目实际进展来分辨事实，而不是被流量驱动的舆论裹挟。因此，面对 HBP，我们有必要回到问题的本质：十年来，它究竟完成了什么？是否达到了预期目标？它的研究成果在领域内是否得到了认可？这些问题的答案，才是评价一个科学项目成败与否的真正依据。而回顾 HBP 的十年历程，它不仅推动了脑科学研究的前沿发展，还促成了多项技术和理论的突破。如此来说，HBP 无疑是一个成功的项目。作为人类探索脑科学的里程碑式工程，它的意义将随着时间的推移更加清晰地展现出来。koa12jJid0DL9adK+CJ1DK2K393LKASDad
编辑:李厚福
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