“蓝脑”能否揭开人脑之谜？

　　据《国家地理》近日报道，人脑可能是宇宙中最为复杂的结构，几个世纪以来，科学家一直在研究它。可是，至于人脑的工作原理，人们仍知之甚少。不过，现在借助强大的电脑技术可以让科学家们比以前更深入地了解人脑：一个规模空前的电脑工程——“蓝脑”即将揭开模拟人脑的序幕。
　　大脑研究该上一个台阶了
　　现在全世界最关注的一项新计划是，研制一个新大脑皮层单元的软件复制品，新皮层单元是大脑最小的细胞网络，也是哺乳动物大脑的基本构件。这一计划被看成实现创造人脑三维模拟这一长久目标的第一步。瑞士洛桑大脑与思维学院联手电脑巨头IBM推出的超级电脑工程“蓝脑”便瞄准了这个目标。
　　“蓝脑”工程，是在IBM拥有的超级计算机——“蓝色基因”的构思基础上，企图应用超级计算机的高速度，来虚拟人类大脑的多种功能，比如认知、感觉、记忆等等。可以说，这台计算机所做的就是一个“翻译”工作，只不过想要翻译的，是未知的、神秘的人类大脑。
　　洛桑大脑与思维学院院长亨利·马克拉姆的实验小组花了十多年的时间已经逐步建立起了神经中枢结构数据库，所以现在他们拥有着世界上最大的单神经细胞数据库。在这个数据库的基础上，蓝脑在第一阶段中将建立新皮层单元在整个大脑中的电子结构模型。而下一阶段的研究是要绘出大脑的反应回路和动态模型。初步预计整个计划实施至少要10年以上。
　　“蓝脑”计划的主要研究对象集中在人类思考和记忆方面，通过对大脑运行过程的精确模拟，科学家还可以揭开隐藏在精神失常背后的秘密。绝大多数科学家认为，人类思维和记忆的失常和混乱源于大脑回路中的功能损害。另外，帕金森综合征也是蓝色大脑计划的主要目标之一，在人类大脑的中层存在一种可以生产“多巴胺”的细胞，当这些细胞开始死亡的时候，多巴胺的产生数量就会急剧下降，而帕金森综合征也就随之出现了。
　　该计划如能成功，那么这个虚拟的大脑将为研究人类的认知，如感觉、记忆甚至意识提供重要的提示，这可能将是人类首次观察到并同时模拟到我们的大脑用以反映世界的电子代码，还可能有助于理解当大脑的“微电路”出故障时是如何引起孤独症、精神分裂症和抑郁症等精神上的紊乱的。

　　比1万棵树挤在一起还复杂
　　IBM在该项目上的主要研究人员查尔斯·派克说，到目前为止，以上所说的这些设想还无法实现，原因很简单，就是皮层单元太复杂，人们还没有研制出具有这样的处理能力的电脑，而且尚未弄清大脑工作的原理。他说：“不过生物数据和计算资源已经收集到了。”
　　人脑是由1000多亿个神经细胞组成，而神经细胞则被串连在一个个皮层单元中，这些皮层单元标志着大脑的革命，这场革命发生在2亿年前，哺乳动物从爬行动物中脱离出来。从那以后，新大脑皮层单元在哺乳动物的大脑中繁殖，产生更强的智力。在灵长类动物尤其是人类中，这种繁殖以如此快的速度继续发展，以至于大脑中最大最复杂的部分大脑皮层自己折叠起来为新的皮层单元腾出空间，这就是为什么人脑具有折皱形状的原因。新大脑皮层单元的直径为0.5毫米，长度为2毫米，每一单元大约含有6万个神经细胞。由于发现了新大脑皮层单元，纽约洛克菲勒大学的科学家托斯顿·威斯尔获得了1981年的诺贝尔奖。
　　以前，科学家可以用电脑模拟单个神经细胞，可是他们却不能够模拟新大脑皮层单元。马克拉姆说：“想一想森林，然后把1万棵树挤在一起，直到没有一点空隙，这就是皮层单元的样子。”然而，拥有了“蓝脑”的模拟，科学家预测过去几年时间的工作量可以在1天，甚至几秒中之内完成。马克拉姆表示，5年之前，在IBM发布了首款超级计算机系统之前，他就一直在考虑利用计算机进行脑部活动模拟的可行性，如今它终于应用于实际。
　　为了解开这个神经学上的“森林之谜”，马克拉姆从老鼠的大脑中提出了组织，然后对脑组织样本中的神经细胞进行电刺激，这样让他能够发现神经细胞是如何联结在一起的。他说：“为了重现这个难题，我们必须知道神经细胞是在什么地方联结在一起的，我的实验室就是要找到神经细胞间的交流密码。”
　　从成千上万次实验中得到的信息将会被输入到一台被称为“蓝脑”的超级电脑中，以便制造一个新皮层单元的软件复制品。“蓝脑”电脑从7月初开始运作，它是IBM公司“蓝色基因”超级计算系统的最新装置，最高速度可达每秒钟22.8万亿次。

　　研究不是为了创造人工智能
　　有些人对模拟新大脑皮层单元表示怀疑。尽管马克拉姆承认他的计划面临着挑战，但他认为巨大的计算能力可以让他的努力成为可能。他说：“我们以100年的数据为基础，如果这是没有价值的东西的话，那么我们就要质问，我们这100年都做了些什么。”还有一些人提出了模拟人脑是否道德的问题。波士顿一家电台的记者曾经问相关的研究人员：这项工程如果能够成功，那模拟出的大脑是不是有意识了呢？这个意识的存在是否代表他“活着”？这里面的道德底线又是什么呢？
　　网络上对“蓝脑”的反应也是高潮迭起。一个汇集了很多博士的论坛网站对这项工程提出了褒贬不一的看法，包括这一工程的可行性、道德标准等等，也有不少人给出一些有参考价值的建议。还有人开起了玩笑：如果蓝脑真能模拟人脑，那就应该先让它研究美国总统布什的脑袋，因为这个脑袋相对别人的来说更简单一些。
　　马克拉姆强调说，这一计划将不会创造一个人工智能，但可以更好地理解和探索大脑的功能。他说：“这并不意味着人们应该担心他们的大脑将会被人工大脑替代。”人脑的电脑模拟也许可以用于研究大脑中的一些“电路”是如何出故障的，为什么会出现故障。大脑一旦出现故障就会引起精神失调，比如孤独症、精神分裂症和沮丧等。
　　一个大脑研究试验如果在实验室里做的话，需要用一整天甚至数个月，可是如果用大脑的电脑模型进行试验，那么只需几秒钟。IBM的研究人员派克说：“这一研究的最终目标是能够回答传统科学技术无法回答的问题，那就是大脑是如何工作的。”