他们说这简直是疯狂之举——事实上,欧盟委员会耗资数十亿欧元、旨在构建人脑计算机模型的计划似乎过于雄心勃勃。但经过多年争议与纷争后,许多神经科学家认为, 人类脑计划 或许已不再注定失败。
该项目不仅已彻底改革治理安排,其科学计划也正在重新聚焦。人们希望,改组后的项目将成为神经科学家的信息中心,为研究人员提供计算工具和数学模型,以理解大脑过程。
人类脑计划最初由富有魅力的神经科学家亨利·马克拉姆构想。他早在2009年便因阐述构建 超级计算机中的大脑 这一愿景而广为人知。这个想法迅速获得推动;2013年,马克拉姆成为一项欧盟旗舰项目的负责人,该项目旨在“整合神经科学和医学的研究数据,通过模拟来理解人脑”。
该项目将获得 十年间分期拨付的10亿欧元 资金;人们希望,这能帮助 支持神经退行性疾病的诊断和治疗 ,例如阿尔茨海默病。
但许多神经科学家的反应并不热烈。一位研究人员将创建人脑计算机模型这一既定目标斥为 “疯狂” ,另一位则更直白地 称之为“胡扯”。
2014年7月,数百名有资格通过该项目获得资助的科学家发表 公开信批评该项目。其中包括去年诺贝尔生理学或医学奖的两位得主: 埃德瓦尔 和 梅-布里特 ·莫泽。
公开信指出,如果签署者的担忧得不到回应,他们将抵制这项工作。信中抨击该项目的方法“狭隘”,并指责其在开放性和治理方面“存在重大缺陷”。作为回应,相关方面启动了调解程序;今年3月,委员会提交报告, 对许多批评表示认同。报告认为,该项目虽然“富有远见”且“以科学为导向”,但“就模拟整个人脑以及实现潜在健康成果而言,雄心过于宏大”。
不过,委员会完全支持该项目继续开发神经信息学平台,为科学家提供计算工具和数学模型,以理解大脑过程。委员会也认可迄今有关透明度和治理的担忧,并同意遵循研究人员提出的建议。
该项目董事会已 批准了其中若干项建议,包括废除马克拉姆曾任成员的三人执行委员会。该报告还促成了对“框架合作协议”的重写。这份关键协议将阐明项目目标将如何调整,预计于今年晚些时候发布。
基础构件
该项目备受争议的原因之一,是其采用了脑模拟的“自下而上”方法。这种方法从复杂系统中最简单的构件入手,对各部分进行机制模拟,并观察更复杂的行为如何涌现。在许多科学领域,这种方法已取得重大成功,但应用于大脑时,问题立刻显现。
例如,起步时的构件应该有多简单?原子极其基础,但仅模拟一个神经元,就需要考虑一百万亿个原子。神经元又如何?人脑中约有一千亿个神经元,在这一层级进行模拟或许可行,但这样可能会遗漏关键信息。
此外,我们缺乏足够的实验数据,无法了解神经元如何彼此连接,以及这些连接如何随时间动态变化。最后,即便假设模拟成功,我们是否具备足够的理论认识来理解结果的意义,也并不明确。
这并不是说自下而上的脑模拟毫无价值。相反,我们应承认,对于许多神经科学问题,还有更好的方法来理解其中的情况,例如自上而下的模型和复杂的数据分析技术。因此,我们不应缩窄研究方法,而应拓宽方法,使神经科学家能够开展与自身研究相关的模拟。
人类脑计划最适合发挥作用的正是这一领域。艾伦脑科学研究所首席科学官克里斯托夫·科赫将神经科学 描述为一个“支离破碎的领域”。世界各地的实验室各自朝不同方向发展,使用的工具、动物物种和行为种类令人眼花缭乱,形成了一场“社会学大爆炸”。
总部位于西雅图的艾伦研究所试图通过标准化的大型数据库来解决这一问题,例如涵盖整个小鼠大脑的 基因表达图谱 。但神经科学仍缺少一个“信息中心”,能够以一致的方式整理和分析来自世界各地的数据。人类脑计划必须致力于成为这样的中心,从而从这些数据中发现新的见解。
积极迹象
该项目正在调整,以回应已提出的担忧;这无疑是积极迹象。但关键在于落实。如果被过度炒作的自下而上脑模拟仍是项目的核心,它很可能继续深陷争议。反之,如果项目坚持新的方向,打造处理海量神经科学数据所必需的工具,就很可能受到欢迎。
从这一角度看,该项目有望与另一项大型计划互为补充:奥巴马政府于2013年宣布的白宫 BRAIN计划 。该计划旨在大幅改进用于记录大脑数据的技术。如果人类脑计划能大幅改进分析和建模这些数据的技术,有朝一日,争议或许会转化为赞誉。
本文与 The Conversation合作发表。发表本文并不代表世界经济论坛赞同其中观点。
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作者:Sanjeevan Ahilan,伦敦大学学院神经科学博士生。
图片:展示大脑不同部位的头部颅相学石膏模型。路透社/Chris Helgren


