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亨利·马克莱姆:”蓝脑计划” 构建人类大脑

今天我们为大家带来TEDGlobal的会议报道《构建人类大脑》,这是一篇译作,原文来自卫报,由Kevin Anderson发表于2009年7月24日。译文首次发表于译言

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这篇报道的主人公亨利·马克莱姆(Henry Markram)是蓝脑计划(Blue Brain)的领军人物。该计划旨在通过超级计算机来“复制”人脑所有的活动,以及在其内部发生的各种反应。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。详细的背景可以参考该项目网站,或互动百科条目“蓝脑计划”。

亨利·马克莱姆(Henry Markram)在牛津举行的TEDGlobal会议上发表演说称,他正在构建的人类大脑模型将帮助我们对抗疾病,并更真实地认识世界。

亨利·马克莱姆正致力于发现神经科学领域的圣杯,即理解新(大脑)皮层(neo-cortex)——大脑中最年轻的部分——运作的机理。

马克莱姆说,新皮层只在哺乳动物中发现,与亲子关系的认知和复杂的社会交往活动有关。对大脑来说,神经元数目的增加已经远远超过了人类颅骨内体积增加的速度,大脑开始折叠,形成充满皱褶和沟回结构的表面。这些皱褶和沟回结构大大增加了新皮层的表面积,为数十亿的神经元提供了空间。

作为了解新皮层关键一步,马克莱姆目前的工作正是构建一个人类大脑的模型。毕竟,科学家们不能永远使用动物实验的方法来研究人类的大脑。另一方面,这个模型也是理解人类疾病和机能紊乱,如老年痴呆症(即阿尔茨海默病)和自闭症等的关键。

我们”看”到的99%的东西,其实都是我们大脑对周围一切进行推断的结果。马克莱姆相信,利用大脑模型,我们能更清楚地了解基本的、真实的自我,从而更真实地了解周围的事物。


亨利·马克莱姆在另外一个会议上演讲的照片。

他们对新皮层进行了大量研究,不仅仅是数十亿的神经元细胞,更重要的是神经元之间通信和连结的规则。他们已经能够构建新皮层的三维立体模型,并将神经元之间互相通信的规则进行编码。

没有完全相同的两个神经元细胞。它们在一个复杂的网络中彼此交错,形成马克莱姆所描述的大脑结构。尽管神经元细胞各个不同,但它们在每个人类大脑中的连结起来的形式却很相似。

现在,他们已经可以小规模地模拟神经元,以及神经元之间的电化学反应。这一过程本身,就是一个非常复杂的计算机模拟过程。马克莱姆说,在硅芯片上模拟多个神经元之间的连结实在是太难了。

模拟单个神经元所需要的计算能力相当于一台笔记本电脑。如果要构建一个小型的大脑模型,他们甚至需要10000台左右的笔记本电脑。不过,利用IBM的超级计算机,“我们就能像坐上魔毯一样”。(魔毯,《一千零一夜》中一种神奇的交通工具。译者注)

他们现在可以用图片来刺激这个模拟的大脑。拿一朵玫瑰花给这个“大脑”看,会发生什么?“我们能跟随能量的传递。我们可以看到新皮层中这些神出鬼没的电信号”,马克莱姆写道。

关于这些理论,他们还有很多的工作要做,但马克莱姆说,

“构建一个大脑并非没有可能,如果我们成功了,十年内,我们将通过全息图像与你交谈。”

图片说明
题图来自Flickr,由Arenamontanus上传于2009年5月9日。插图来自Jurvetson的相册,上传于2006年5月11日。两张图片均采用“署名”的CC协议。

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