人工大脑开启了解人脑之路
基于人脑原型构建一个人工大脑，以了解人脑这架奇妙机器的运转机制与失灵原因-这正是“人脑项目”所面对的挑战。该项目近日获得角逐十亿欧元欧盟科研资助计划的资格。让我们一起走进洛桑联邦理工学院，去探访人脑项目实验室。
“这是欧洲在人脑研究领域取得领先地位的大好机遇，”亨利·马克兰姆(Henry Markram)肯定地表示。
但要想使人信服，这位洛桑理工教授还需要掌握政治语言。因为他的人脑项目虽然很有潜力在明年摘得欧洲“旗舰”的称号(见右栏)，这十亿欧元却不会全部由欧盟出资，项目所在国也必须参与科研投资。
项目涉及面越广，潜在资金来源也会越多。这方面，该项目已集结了9个国家的13所大学，把最大的胜算握在自己手中，而且还准备继续吸引欧洲与国际的前列研究机构。“每年出版的关于人脑的科技论文数量高达6万篇，”马克兰姆总喜欢这样提醒大家。人脑项目有志于吸收这些论文的精髓，而不让它们在图书馆里睡大觉，以便构建一架世界上独一无二的机器。
怎么运转？
自2005年以来，马克兰姆就已经与其合作者一起从事名为“蓝色大脑”(Blue Brain)的人工大脑开发。这架人工大脑尽量在技术允许范围内趋近于生物大脑。研究使用的是“逆向工程”方式：科研人员从已存在的研究对象出发，尝试为其搭建蓝图，而非在构建之前就先设计好对象。
科研人员从最基本的构件开始：先是构成细胞的蛋白质，再是传输信息的神经元，以及为其提供养分、调节信号传输的神经胶质细胞，还不能忘记这些传输信号，它们是通过长纤维从一个细胞传送至另一个的离子束。所有这一切都是根据从活体采集的资料，再进行虚拟重组。
一架红外显微镜四周星罗棋布着十几个小盒子，似乎都通过塑料吸管从同一个绿色的光源汲取养分。每个小盒里包含12个老鼠的神经元，而这架机器对所有神经活动作精确解码，再由计算机进行构模。
这就是项目的基础。从2005年起，这些实验提供了大量脑细胞基本运转机制的信息。凭着这些信息，“蓝色大脑”已能模拟老鼠新皮层柱，这是大脑的基本单位，由1万个神经元构成，能够在这些神经元间建立起多至3千万个连接。
然而人脑-人脑项目的终极目标-却是由至少1亿个神经元构成。如今仅为了模拟一个神经元的行为，就需要一部笔记本电脑全速运转，可以这么说，项目还需大量的计算机。有人估计，一部虚拟人脑所需的计算机得比现有最大的巨型计算机还强大1千倍。因此人脑项目将会与计算机制造商紧密合作，以找出计算功率、能源消耗及排热等方面的解决方案。
相比之下，我们的大脑不但能比这些机器做得更多更好，几乎不会生热，连所消耗的能源也只相当于一只小小的电灯泡……
用途何在？
构建人脑虚拟复制品的目的绝非是为了制造一个怪物，好让它来下象棋，或是像在精典科幻片里那样操纵宇宙飞船。
“这会像是医院里的巨型磁共振成像仪。它的目的不是造一个用来娱乐的玩具，”马克兰姆解释道。他的信念很简单-医药将越来越好地维持我们身体的健康，但对于影响世界20亿人口的脑部疾病(帕金森症、老年痴呆症及所有其它病症)，却无人能提供解决办法。
通过模拟实际情况，为其配给药物或新的虚拟分子，并不断以最新知识加以补充和回到它的生物原型，人脑项目的科研人员计划把他们的机器变成了解人脑的终极工具。至于马克兰姆，他从不在乎即时效应，他所做的一切都是“为了全人类的利益”。
神经科学的另一位权威人物皮埃尔·马吉斯崔蒂(Pierre Magistretti)教授就其研究学科表示，这是“真正的双赢形势”。他也同在洛桑理工任教，并领导着大脑疾病生物基础的国家科研重点项目。而且能从这一杰出成就中获益的将不仅是医学。人脑项目还能造福于机器人学(人工大脑的知觉需要机器人来提供)、神经修复界面系统，当然还少不了信息技术-人脑的很多卓越性能还有待它来学习。
坚定的信念
5月23日，美国人也宣布了对人脑的大规模研究计划，并将之定义为公元第3个千年初期新的“登月计划”。
马克兰姆会为竞争担心吗？“完全没有，”他干脆地回答，同时更倾向于称之为一种竞赛。“他们的方式与我们的不同，发表的资料也会供整个科学界共享。我们的策略是国际性，不是闭门造车。我们会找到合作办法，为他们的结果注入我们的价值，”这位教授带着平静的信心表示，而这种信心正是来自他对其正确性的坚信。
亨利·马克兰姆于1962年在南非出生，父亲是英国人，母亲为法德后裔。他的专业是医学与生物学，他尤其对大脑、脑部疾病及其处理信息的方式很感兴趣。他的科研事业随后将其引向以色列、美国和德国。
2002年他来到洛桑理工时，已经因他的发现与出版物享誉世界，同时他还有“自由神经元”的绰号。正当他准备与麻省理工学院签约，以加入1987年诺贝尔生理学或医学奖得主利根川进的科研小组时，被洛桑理工校长、同为神经科学家的帕特里克·埃比舍(Patrick Aebischer)说服，加盟洛桑理工。
这是迄今为止欧盟发起的规模最大的科研支持计划。该计划面向“富前瞻性和使命感，具有实现信息技术突破的潜力，能为欧洲社会与工业带来重要福祉”的科技创新项目。5月初的布达佩斯会议上公布了6支决赛项目组，最终的两个“旗舰”项目将于明年正式选出，每个旗舰项目将获为期10年、总额10亿欧元的科研奖金。
两个还是三个？计划条文还在讨论之中，特别是欧盟委员会与项目所在国对10亿资金出资分配的问题。甚至连旗舰项目的最终个数也未板上钉钉。有人传闻可能会是3个。
瑞士的两个半。在6支决赛小组中，有两支集中在洛桑理工：“人脑项目”(Human Brain Project)与“守护天使项目”(Guardian Angels)，后者是开发无需能耗、可监控人体生命功能的集成电路片计划。第3个项目为“未来信息与通信技术”(FuturICT)，是社会学与信息技术的未来式结合产物，由伦敦大学学院(UCL)与苏黎世联邦理工学院(ETHZ)合作研发。
(译自法文：小雷)
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