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歐美腦計劃戰(zhàn)略錯誤?缺失一面鏡子

2015-07-07

  大腦的秘密是與宇宙之謎等量其觀的科學難題,也一直是科學皇冠上最明亮的寶石之一。2010年以后,歐洲和美國分別提出了腦計劃。但方向并不相同。

  2013年美國總統(tǒng)奧巴馬向全球公布了“推進創(chuàng)新神經(jīng)技術(shù)腦研究計劃”。奧巴馬的“腦計劃”被外界看作是可以和人類基因組測序相媲美的大科學項目,美國政府將為項目撥款1.1億美元。美國“腦計劃”瞄準“第一”的目標是繪製出第一幅囊括大腦所有活動的詳圖,其最終的臨床應用包括通過直接改變神經(jīng)回路來診斷和治療疾病。

  而歐盟將投入10億歐元實施“未來新興旗艦技術(shù)項目”之一的人腦工程項目。與美國奧巴馬政府的“腦計劃”不同,歐盟的人腦工程更強調(diào)實用性,重點包括:對腦結(jié)構(gòu)、功能和機理的研究;對與腦有關(guān)疾病的研究,并加大力度研發(fā)新的診斷和治療方法;利用信息技術(shù)建立大腦的工作模型,歐盟人腦計劃還打算繼續(xù)開發(fā)它自己的大腦全面運作的計算機模型。這個模型將需要“百億億次”的計算機,是當今超級計算機能力的1000倍,但預計要到2019年才能使用

  歷史上,神經(jīng)科學家研究大腦之謎主要采用了兩條截然不同的思想線路:還原論和整體論。還原論又被稱為自下而上的研究方法。該方法試圖通過研究單個分子、細胞或回路等神經(jīng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)元素的特性來理解神經(jīng)系統(tǒng)。整體論又被稱為自上而下的研究策略。它主要是從研究功能入手來理解神經(jīng)系統(tǒng),該方法主要關(guān)心的方面是系統(tǒng)的活動如何調(diào)節(jié)或是反映在行為上。

  但從文藝復興到現(xiàn)在,人類對腦認識雖已取得多方面的重大進展,然而問題依舊存在,例如大腦研究中的整體論如何與還原論相整合的問題,還遠未得到解決。迄今為止仍是還原論思想過多地占了上風,在一系列問題上突出地顯露出當前神經(jīng)科學的局限性。幾千年以來,人類研究大腦的功能結(jié)構(gòu)一直在困難中跋涉,主要原因是復雜精密的活體大腦很難通過直接解剖發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)與外在功能的一一對應。

  事實上,當歐洲和美國啟動腦計劃時,質(zhì)疑的聲音已經(jīng)產(chǎn)生,“這是因為缺少一個腦科學的統(tǒng)一框架?!泵绹?a class="innerlink" href="http://ihrv.cn/tags/哥倫比亞大學" title="哥倫比亞大學" target="_blank">哥倫比亞大學神經(jīng)學家拉斐爾·尤斯特說,科學家現(xiàn)在只能研究其中的個體或小部分,就像是“通過一個像素來理解電視節(jié)目一樣”。這些連接之間的每一層次都有各自的運作法則。但是,“這些運作法則,我們目前幾乎一無所知”。

  歐洲腦計劃受到的質(zhì)疑更大,2014年,200多名神經(jīng)學領(lǐng)域科學家宣稱將要抵制歐盟的人腦計劃(Human Brain Project,HBP),聲稱這個耗資12億歐元的大型計劃沒有得到妥善的管理,因此無法達成其模擬人腦內(nèi)部運作的宏偉目標。倫敦大學學院計算神經(jīng)科學部門的主任Peter Dayan告訴衛(wèi)報,構(gòu)建更大規(guī)模的大腦模擬的目標顯示是根本不成熟的?!斑@是在浪費金錢,它會吸干寶貴的神經(jīng)科學研究的經(jīng)費,并讓資助這項工作的公眾失望?!?/p>

  上述質(zhì)疑背后的核心問題依然是千年來存在的問題延續(xù):還原論無法與整體論整合的問題,也就是向神經(jīng)學家拉斐爾·尤斯特所說““通過一個像素來理解電視節(jié)目一樣””,我們了解了每一個像素的特點,但這些像素并不能簡單的通過組合,構(gòu)成電視節(jié)目一幀那確定圖像,一頭大象,但我們卻組合成一塊地毯,這是歐盟建立大腦計算機模型受質(zhì)疑的關(guān)鍵點。

  其實我們并不需要在迷霧中去組合億萬個硅基神經(jīng)元模擬人腦。從科技發(fā)展史看,一個原本異常復雜的難題,在經(jīng)過科技發(fā)展的足夠程度后,也許會誕生出一個異常簡單的解。譬如原本我們飛上天空只能通過幻想,但飛機發(fā)明后,我們只要買張機票就可以解決問題。無論是我們在互聯(lián)網(wǎng)進化論,互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)學中提出的

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  “互聯(lián)網(wǎng)將向著與人類大腦高度相似的方向進化,它將具備自己的視覺、聽覺、觸覺、運動神經(jīng)系統(tǒng),也會擁有自己的記憶神經(jīng)系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、自主神經(jīng)系統(tǒng)。另一方面,人腦至少在數(shù)萬年以前就已經(jīng)進化出所有的互聯(lián)網(wǎng)功能,不斷發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)將幫助神經(jīng)學科學家揭開大腦的秘密??茖W實驗將證明大腦中也經(jīng)擁有Google一樣的搜索引擎,F(xiàn)acebook一樣的SNS系統(tǒng),IPv4一樣的地址編碼系統(tǒng),思科一樣的路由系統(tǒng)。。?!边€是美國科學家最近的研究進展。

  同樣,種種跡象表明,互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展正在成為解開大腦之謎的那個“異常簡單的解”。

  正確的道路也許是,不應該花費10幾億歐元去構(gòu)建一個模擬的人工機器腦,而是直接觀察互聯(lián)網(wǎng)如何在科學研究和商業(yè)利益的推動下,如何從一個分裂的,不完整的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)進化成一個與人類大腦高度相似的組織結(jié)構(gòu)。利用互聯(lián)網(wǎng)這面鏡子作為腦整體論研究的突破點。去結(jié)合腦還原論的細節(jié)研究。

  回到美國哥倫比亞大學神經(jīng)學家拉斐爾·尤斯特的那個比喻,沒有參照物,我們無法用像素了解整個畫面,但如果大自然”看不見的手“為我們從另外一個方向制作了一個高度類似模型(雖然它還在變動中),那我們就很容易知道這個像素在圖像中的位置和起到的作用。如下圖所示,A圖是人類大腦全景圖,B是由于客觀原因人類能觀察到的大腦功能結(jié)構(gòu),C是互聯(lián)網(wǎng)進化中的結(jié)構(gòu),那么通過研究和觀察C,人類就可以從B推導出A的全貌。

  40多年來人類從不同的方向在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域進行創(chuàng)新,并沒有統(tǒng)一的規(guī)劃將互聯(lián)網(wǎng)建造成什么結(jié)構(gòu),但有一天人類抬起頭來觀看自己的產(chǎn)品,將發(fā)現(xiàn)這個產(chǎn)品與大腦的結(jié)構(gòu)高度相似,而且可以作為揭開大腦之謎的鑰匙。這是一個非常奇特的現(xiàn)象。

  “看不見的手”像幽靈一樣盤踞在人類社會的發(fā)展過程中,時隱時現(xiàn),如果說社會學、經(jīng)濟學還只是模糊的看到這只手的影子,那么互聯(lián)網(wǎng)的進化有可能第一次把“這只看不見的手”逼到科學的解剖刀下。  當互聯(lián)網(wǎng)可能使得解開大腦之謎獲得”異常簡單解“,包括中國大腦計劃或類似的腦計劃,一個更為重要和困難的問題更應該值得注意和推動:我相信這個秘密的解開將會給人類帶來重大而深遠的影響。

  這只“看不見的手”背后隱含了人類真正掌握生命科學規(guī)律的鑰匙,包括機器人的自動進化,人工智能超越人類智慧,生命的起源和生命的未來,這些問題,其答案應該就掌握在這“看不見的手”里。


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