编者按：本文源自微信公众号新智元（ID：AI_era），作者新智元，经微新创想授权转载。十年前，欧洲科学家雄心勃勃地计划在巨型计算机中重建人脑，十年后，欧盟投入的近47亿人民币（6亿欧元）却似乎打了水漂。名为Human Brain Project（HBP）的计划，汇聚了超过500名顶尖科学家，发表了数千篇论文，但到今年9月，这个为期十年的计划即将画上句号。然而，人类对大脑的理解仍遥不可及，用计算机模拟人脑并发展类脑智能的目标也尚未实现。近日，Nature杂志发表长文，深入剖析了HBP的成就与动荡历程。文章链接：https://www.nature.com/articles/d41586-023-02600-x
瑞士科学家：模拟人脑并非不可能
HBP计划的发起人，十多年前的神经科学家Henry Markram，曾在美国TED大会上掷地有声地宣布：要在计算机中构建一个包含860亿个神经元和100万亿个突触的复杂数学模型，模拟人脑。他坚信，若能成功，将攻克阿尔茨海默症，让机器人更智能，甚至为计算机提速。这一宏伟蓝图吸引了巨额资金，欧盟为此下了血本。恰逢2009年，欧盟为应对美国在计算机、数字服务领域的领先，设立了「未来新兴技术旗舰项目」，入选者可获10亿欧元资助。2013年，由欧盟牵头，26个国家的135个机构参与的HBP正式启动，计划投资13亿欧元，目标开发信息通信技术平台，涵盖神经信息学、大脑模拟、高性能计算等领域，旨在通过超级计算机技术模拟大脑功能，实现超级人工智能。
十年间，HBP取得了一些突破，但也饱受争议。科学家们创建了至少200个脑区的三维地图，开发了治疗失明的脑植入体，利用超级计算机模拟记忆和意识等功能，并推动了脑部疾病治疗。然而，项目从一开始就备受质疑。欧盟委员会干事Thomas Skordas坦言：「项目初期，几乎没人相信大数据的潜力，更别提用超级计算机模拟大脑了。」许多科学家认为这一目标不切实际。HBP还多次改变研究方向，导致科研产出支离破碎。法国国家科研中心认知科学家Yves Frégnac表示：「我看不到完整的大脑，只看到碎片。」项目最大的成果或许是EBRAINS数字化虚拟平台，它让全球科学家可进行模拟实验。法国艾克斯-马赛大学神经科学家Viktor Jirsa称：「我们已具备构建数字大脑孪生体的工具。」但项目资金仍不稳定，进展缓慢让欧洲科学家倍感沮丧。2019年加入的阿姆斯特丹大学计算神经科学家Jorge Mejias说：「我们是冲锋者，但现在全世界都在争分夺秒，我们没有时间停歇。」
曲折历程：争议与动荡贯穿始终
HBP从一开始就备受争议。2013年启动时，主要目标是开发研究大脑的工具和基础设施，同时开展基础和临床神经科学项目。当时与石墨烯研究并列的另一个关键项目，欧盟承诺提供10亿欧元支持。最终HBP获得6.07亿欧元，其中4.06亿来自欧盟，分四阶段逐步释放。但第一年就遇挫。创始人Markram公开宣称十年内能重建和模拟人脑，引发广泛质疑。他回应称：「科学探索新道路时，争议在所难免。」英国剑桥大学计算神经科学家Timothy O’Leary认为，这一雄心勃勃的目标促成了HBP的启动，因为「不设定看似荒诞的目标，可能无法获得资助」。
随着时间的推移，Markram的领导受到质疑。2014年，他与两名执行委员改变研究方向，砍掉认知神经科学项目，导致18个实验室退出。Markram归咎于经费分配争议，而150多名科学家签署抗议信，要求欧盟重新考虑HBP目标。Markram将矛头指向不服从的科学家：「神经科学界尚未准备好团结协作。」欧盟成立独立专家委员会，建议HBP明确科学目标，重新纳入认知科学和系统神经科学。2015年2月，HBP董事会解散三人执行委员会，成立更大委员会。这场动荡加剧了科学界的抵触情绪。与此同时，美、日、中等国的大脑研究项目纷纷启动，但HBP的动荡并未停止。2016至2020年，管理层多次变动，直到2016年才启动六个专业平台，涵盖脑模拟、高性能分析等领域。德国Jülich研究中心神经科学家Katrin Amunts坦言：「初期各方向相当独立，像HBP这样的大项目需要学习过程。」
尽管十年期、6亿欧元，但前期投入的效果大打折扣。管理争议 aside，HBP仍取得关键成果。科学家创建了约200个脑区的三维地图，制作了人脑图谱——从细胞到功能模块的多层次组织图，类似「大脑的谷歌地图」。该图谱发现了前额叶皮层的六个新脑区，有助于记忆、语言等功能。结合基因表达数据，揭示了抑郁症相关变化与额叶结构功能的联系。HBP还开发算法构建大脑区域全尺寸支架模型，制作了包含约500万个神经元和400亿个突触的海马体CA1区域地图。部分成果已转化为临床应用，如个性化大脑模型改善癫痫和帕金森治疗。
并非全貌：碎片化问题亟待解决
然而，HBP也面临神经科学研究中长期存在的问题——碎片化。Frégnac指出：「能看到精巧设计，但缺乏多尺度整合和大问题解决。」HBP虽描述了大脑解剖结构，并开发了连接结构与功能的工具，但近年来一直在努力克服碎片化。项目参与者整合技术至EBRAINS平台，六个平台倡议开发兼容工具和数据标准，部分小组重组为以科学挑战而非学科为中心。但Jirsa表示：「神经机器人仍与临床小组脱节。」一些研究人员认为「缺乏重点」导致碎片化。德国哥廷根大学理论神经物理学家Fred Wolf在签署公开信后离开HBP，认为项目未能实现概念突破。巴黎综合神经科学与认知中心神经科学家David Hansel认为HBP缺乏优先次序，合作局限，未能团结神经科学界。但美国国立卫生研究院BRAIN计划主任John Ngai认为，强调数据收集而非假设驱动的科学是合理的，因为「大科学不总是登月，当主要目标步骤不确定时」。
遗产：EBRAINS平台能否延续？
今年9月底，HBP将停止项目资金发放。部分成果获得继续资助，但多数研究人员前途未卜。Amunts等希望HBP工作和EBRAINS平台成为未来欧洲神经科学基础。Amunts强调：「大脑研究需多层次、多尺度视角。」2018年，HBP获5000万欧元资助，用于EBRAINS的交互式超级计算工具和数据存储服务。研究人员已利用该平台研究大脑对刺激的反应，开发仿脑机器人。Ngai认为EBRAINS是一个有价值的工具，其规模和服务优于同类平台。但今年3月，欧盟委员会拒绝3800万欧元申请维持EBRAINS运转，6月重启申请后若再次失败，HBP将依赖私人资金和各国财政支持。与此同时，欧盟正评估HBP，最终结果将于2024年1月公布。Frégnac呼吁：「神经科学需要尊重，这类旗舰项目需评估优劣。」EBRAINSCEO兼HBP总干事Paweł Świeboda表示，HBP结束不代表欧洲神经科学落幕，欧盟正规划下一阶段欧洲大脑健康研究，聚焦个性化大脑模型推进药物研发和脑疾病治疗。但研究人员警告，未来项目需避免HBP的教训。O’Leary说：「我们不想重复HBP，需要支持小规模、有重点的科研和雄心勃勃的综合项目。」无论如何，HBP培养了一批专注共同目标的科学家，这将是永恒的财富。参考资料：https://www.nature.com/articles/d41586-023-02600-x#ref-CR3本文为专栏作者授权微新创想发表，版权归原作者所有。文章系作者个人观点，不代表微新创想立场，转载请联系原作者。如有任何疑问，请联系http://www.idea2003.com/。