——“蓝脑”能和人脑媲美吗？

作者：来源：时间： 2009-08-12 10:23:57

据英国《卫报》７月２３日报道，瑞士洛桑理工学院参与人造哺乳动物大脑项目蓝脑计划的科学家们表示，随着各种难题不断被攻克，世界上首个人造电子大脑将在１０年内问世。虽然之前也曾有科研小组宣称制造出人造大脑，但与蓝脑相比只能算简单的机械电子装置。作为现代脑科学、计算机科学交叉研究前沿，人工智能技术一直是人们眼中未来世界的代

　　据英国《卫报》７月２３日报道，瑞士洛桑理工学院参与人造哺乳动物大脑项目“蓝脑计划”的科学家们表示，随着各种难题不断被攻克，世界上首个人造电子大脑将在１０年内问世。虽然之前也曾有科研小组宣称制造出“人造大脑”，但与“蓝脑”相比只能算简单的机械电子装置。

　　作为现代脑科学、计算机科学交叉研究前沿，人工智能技术一直是人们眼中“未来世界”的代表，众多科幻电影不断描绘充满人工智能技术的“未来”：２００１年斯皮尔伯格执导的《人工智能》中，出现了可以和人类谈恋爱的“情人”机器人；２００４年威尔·史密斯主演的《机械公敌》中，叛逆的机器人甚至要控制世界……机器人可能变得这么聪明吗？答案是肯定的，只要它们拥有堪与人脑媲美的机械脑。

　　一个老鼠脑＝一万台电脑

　　“蓝脑计划”２００５年由瑞士洛桑理工学院大脑与心智研究所发起，最初的目的是研究大脑的构造和功能原理。几年后该项目影响扩大，来自西班牙“马德里超级计算与可视化中心”及英、美、以色列等国的脑科学专家参与这一研究。２００６年底，研究小组宣布“蓝脑计划”的第一阶段目标——皮质柱（大脑皮层中的柱状结构）的模拟顺利完成。在此鼓舞下，科学家们决定向“整体脑部模拟”进军，即根据实验数据与仿真计算，逆向打造哺乳动物的大脑。

　　人脑如同一台超级生物计算机，可以储存亿万个信息，这些信息不断变换、更新，进而使我们接受新的知识。与普通计算机相比，人脑信息储存量惊人，它对庞杂输入信息的灵敏反应，以及通过输出信息对各种生化反应的精确调控令人叹为观止。简单地说，研究人员的任务就是利用人脑这台“生物计算机”运行时生物体产生的各种反应，如生物电流、信号传输、细胞运动、血液流动等，反演出其构造，从而在实验室中制造人造大脑。

　　“蓝脑”研究小组创建了一个模拟近一万个脑神经细胞的三维模型，模仿老鼠大脑皮层的活动。７月２２日，在英国牛津举行的科技、娱乐及设计全球研讨会（ＴＥＤＧｌｏｂａｌ）上，“蓝脑计划”项目主任、瑞士洛桑理工学院大脑与心智研究所所长亨利·马克莱姆举例说：“要完成对一个神经元的所有模拟运算，你需要一台笔记本电脑。而完成一个老鼠脑模型的模拟，需要１万台笔记本电脑。”当然，“蓝脑”研究小组用的不是笔记本电脑，而是ＩＢＭ“蓝色基因”超级计算机。

“蓝脑”无法同人脑媲美

　　人类“万物之灵”的荣耀绝大部分都是人脑带来的。人类利用自己大脑的优势认识、改造世界，却无法认清、改造自己的大脑。很多人对“蓝脑”期待不已，希望人造大脑的出现能帮助揭开人类智慧的终极秘密。

　　然而，即使先进的“蓝脑”被制造出来，它的各项指标也远远落后于人脑。下面来看看有关人脑的一组数据（数据来源：纽约州立大学威廉·林顿博士所著《从计算机到大脑——计算神经科学基础》一书、英国苏塞克斯大学迈克尔·奥希尔教授所著《大脑简介》一书）。

　　◎人脑有５００～１０００亿个神经细胞（细胞个数随年龄、性别和个体不同而有所改变），所有神经细胞通过１００万亿个神经连接点传递信号。

　　◎以２０岁时为例，男性脑部的神经轴突（与神经细胞相连的细长部分，用来进行神经信号传递）总长度为１７．６万千米，约为月球距近地点距离的一半，女性约为１４．９万千米。人脑神经信号回路比今天全世界的电话网络还要复杂１４００多倍。

　　◎每一秒钟，人脑中进行着１０万种不同的化学反应，反应环境、反应速度及反应产物控制都十分精确，出错率极低，各种反应间相互关联、配合默契。

　　◎人脑每天可处理８６００万条信息，大脑记忆中枢可储存的信息量相当于美国国会图书馆的５０倍，即５亿本书的知识，并且正常情况下这些信息可有序调用（回忆）。

　　以上参数只是列举了人脑数据的一部分，而无论从哪一条看，“蓝脑”都无法同大脑相比。目前研究小组的主要研究对象还是小鼠的大脑皮层，而处理的神经细胞也只是数以万计，没有涉及很多秘密都未被揭开的记忆机制。另外，人工制造大脑的难度是巨大的，因为研究人员需要用人造有机材料代替人脑中的结构，部分材料要在纳米尺度下设计成精巧的晶体管，目前的技术达不到。

　　人造大脑“意念移物”

　　“蓝脑”虽说还不能被称作真正意义的大脑，但它对神经系统科学、人工智能、纳米生物材料等前沿研究，具有显而易见的推动作用。最终，科学家们希望利用人造大脑，来了解从现实世界中获得的感知信息是如何被解读和储存的，以及意识是如何产生的。从现实意义上讲，人造大脑或许还能为科学家研究各种大脑疾病及神经退行性疾病（如阿兹海默症、老年痴呆症）带来新的方法。

　　人造大脑研究带来的最新技术是“意念移物”，即将电极组成的芯片装置植入瘫痪病人的大脑，激励神经元完成一些简单的活动。２００４年６月，在美国马萨诸塞州，一个由９６根电极组成的复杂装置被植入一名２４岁的四肢瘫痪者的大脑运动皮层中。经过９个月的练习，这名病人已能通过它控制电脑，收发电邮、打电子游戏。２００８年，美国匹兹堡大学的实验小组利用类似的装置，训练猴子借助脑部电极让机器手给自己喂食。

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