錢不是關(guān)鍵,人腦計劃的失敗發(fā)人深省

十年前，一位神經(jīng)科學家說十年內(nèi)他便能模擬出人腦。歐盟砸了10億歐元支持這一項目，10年后的今天，這個“人腦計劃”徹底失敗，這到底是怎么一回事？

2009年7月22日，英國牛津，神經(jīng)科學家亨利·馬克拉姆（Henry Markram）走上TEDGlobal會議的舞臺，宣稱將用計算機模擬出人類大腦，且其復(fù)雜度可與真實人腦匹敵。他有著崇高的目標：“我們或許能夠以此理解感知，理解現(xiàn)實，甚至理解物理現(xiàn)實。”而且他雄心勃勃：“我們可在10年內(nèi)達成目標，要是真的成功，10年后我們會發(fā)給TED一個全息圖，用它和你們交流?！比绻y河-大腦米姆（ galaxy-brain meme）1在那時已經(jīng)出現(xiàn)，倒是個運用它的好機會。

如今恰好過去了10年，他并沒有成功。

有人可能會為他辯護說，任何領(lǐng)域的先驅(qū)都是好高騖遠的，科學充滿了失敗的預(yù)言，只有粗俗無禮的人才會針對其中任何一個失敗橫加指摘。（科學作者們開玩笑說，突破性的藥物和技術(shù)似乎總會出現(xiàn)在五到十年之后，像吊在驢子眼前的胡蘿卜那樣可望不可及。）但有兩個原因使我們有必要重新審視馬克拉姆的說辭。首先，押在他身上的賭注巨大：2013年，歐盟委員會授予他提出的方案“人腦計劃”（the Human Brain Project, 以下簡稱“HBP”）驚人的10億歐元贈款。其次，HBP的努力以及異見者的強烈反對，揭示了神經(jīng)科學家在如何看待大腦，以及如何研究大腦這兩方面的重大分歧。

馬克拉姆的目標并不是創(chuàng)造一個大腦的簡化版，而是創(chuàng)造一個復(fù)雜得眩目的復(fù)制品，它包括組成大腦的神經(jīng)元，神經(jīng)元之間的電活動，甚至其內(nèi)部基因表達與否，巨細靡遺。這種方法從一開始就招致廣泛批評：對于許多其他神經(jīng)科學家來說，其自下而上的策略貌似很不靠譜，甚至到了荒謬的地步。大腦錯綜復(fù)雜：神經(jīng)元如何連接和合作，記憶如何形成，決定如何作出，這些機制很大程度上仍是未知的，并且不可能在短短十年內(nèi)被詳盡破解。描繪秀麗隱桿線蟲的302個神經(jīng)元并建模已很困難，更不用說我們頭骨中的860億個神經(jīng)元了。“人們認為這個目標并不現(xiàn)實，甚至不合乎情理?！鄙窠?jīng)科學家葛雷斯·林賽（Grace Lindsay）說。

HBP到底有什么意義呢？它既沒有試圖解決某個具體研究問題，又沒有檢驗任何關(guān)于大腦如何運作的特定假說。模擬的目的似乎僅僅是模擬本身。它把一個根本不存在的問題復(fù)雜化；作為一個工具，它的用途還有待開掘。當馬克拉姆創(chuàng)立的相關(guān)企業(yè)藍腦計劃（Blue Brain Project）在2015年發(fā)布3萬個大鼠神經(jīng)元的模擬時（這個數(shù)目僅占嚙齒動物小腦瓜神經(jīng)元數(shù)量的0.15%），批評者宣稱這項工作已證明徒勞無功。即使可以及時提升到人類大腦的規(guī)模，又憑什么要去做呢？林賽說：“就算你的計算機里終于有了一個大腦，可你頭顱里早已有了一個大腦。這個新大腦能告訴你什么？”

對此馬克拉姆解釋說，與他的TED演講相反，他從未打算用模擬本身解決什么問題。他并不企圖搞人工智能，也沒想要通過圖靈測試。相反，他把它定位為一個實驗測試臺，好讓科學家不必刺激動物頭部就能檢驗假說。“這會有極高價值?！绷仲愓f，但它基于一種循環(huán)邏輯：模擬或許會允許研究人員測試關(guān)于大腦的想法，但是這些想法必須已經(jīng)非常完善，才能首先完成模擬。“一旦神經(jīng)科學‘完成’了，我們應(yīng)該就能做到，但是模擬難以成為一個中間過程，來助益進一步研究。”

冷泉港實驗室的安妮·丘奇蘭德（Anne Churchland）補充說：“該模擬的特點是規(guī)模巨大，但我看不出這有什么意義。”她的團隊模擬神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，研究大腦如何結(jié)合視覺和聽覺信息?！拔铱梢杂贸汕先f的神經(jīng)元來實現(xiàn)這一點，但當神經(jīng)元規(guī)模達到700億，很難說會帶來額外的好處?！?/p>

在最近一篇名為《模擬大腦的科學理由》的論文中，幾位HBP科學家認為，“對于彌合腦內(nèi)神經(jīng)元層面和神經(jīng)系統(tǒng)層面之間的鴻溝”，大型模擬“或許是必不可少的”。換句話說：科學家可以研究神經(jīng)元工作方式的具體細節(jié)，可以研究整個生物的行為，但他們需要模擬來展示前者如何創(chuàng)造后者。作者們用天氣預(yù)報構(gòu)造了一個類比：理解了局部層面的物理和化學過程，我們才能夠準確地預(yù)測整個地球的溫度、降雨和風向。

這個類比無效，來自華盛頓大學的神經(jīng)科學家安德羅妮·菲爾浩（Adrienne Fairhall）稱。（她有物理學背景。）她認為大規(guī)模模擬對于理解天氣和星系確實是有用的，但“行星系統(tǒng)與除其本身以外的任何東西都無關(guān)”，而“大腦注定是與其他事物相關(guān)的”。她的意思是，大腦接收有關(guān)世界的信息，它驅(qū)使人和動物的身體移動，進而影響物質(zhì)世界。切斷與眼睛、耳朵和四肢的連接，虛擬之缸中的離身（disembodied）大腦能告訴我們些什么？“你可以切下一塊組織來進行一切物理操作，但這樣還是丟掉了許多重要的東西。”菲爾浩說，“生理基礎(chǔ)是具有意義的物質(zhì)。模擬組織是可行的，但沒有意義。”

因此，HBP處在左右不逢源的尷尬地位，有人批評它夸張，卻又有人說它狹隘。我所采訪的所有懷疑論者都沒有反對“模擬大腦”這個想法本身，但所有人都認為這些努力應(yīng)該由實際的研究問題驅(qū)動。例如，來自紐約大學的汪小京已經(jīng)建立了模型，表明神經(jīng)元如果以某種方式連接，它們即使沒有受到刺激也能維持電活動——這就是所謂“工作記憶”的本質(zhì)，或持續(xù)思維的能力。同時，滑鐵盧大學的克里斯·伊利亞史密斯（Chris Eliasmith）建立了一個名為Spaun的模型，該模型使用一組250萬個虛擬神經(jīng)元進行簡單算術(shù)并解決基本推理問題。

HBP之所以引起軒然大波，或許是因為流向HBP的資金本來可以用來資助無數(shù)上述這樣的項目。2014年，近800名神經(jīng)科學家寫了一封致歐盟委員會的公開信，稱“HBP不是一個精心構(gòu)思并實施的項目，不適合成為歐洲神經(jīng)科學的核心”。一年后，一個調(diào)解委員會表示認同批評者的看法，要求HBP將工作重點轉(zhuǎn)移到“少數(shù)具有恰當優(yōu)先地位的活動”上，并調(diào)整其不正規(guī)的管理架構(gòu)。

HBP順從了。它將自己成功地重塑成了一個軟件項目，用以管理有關(guān)大腦的現(xiàn)有數(shù)據(jù)，提供搜索這些數(shù)據(jù)的工具，并開發(fā)模擬器；有了這種模擬器，人人都能構(gòu)建他們自己的模型。由于大量資金將于2023年到期，該團隊最近的論文讀起來仿佛就是在懇求追加投資。“高品質(zhì)大腦模擬器的開發(fā)需要長期資源投入作擔保?！彼麄儗懙?。

我的受訪者們絞盡腦汁也說不出HBP在過去十年中做出了什么重大貢獻，這或許揭露了某些事實。但這絕不意味著HBP沒有貢獻。問題在于，貢獻似乎和項目的預(yù)算不成比例。此外，HBP的炒作行徑致使它失去了很多學術(shù)團體的信任，或許HPB需要努力讓人們回心轉(zhuǎn)意。

馬克拉姆似乎并沒有被嚇倒。在最近的一篇論文中，他和同事薛凡（音譯）堅稱，大腦模擬不僅是神經(jīng)科學領(lǐng)域的一份子，更是整個西方哲學和人類文明的成員。他在一封電子郵件聲明中告訴我，“項目的政治阻力（而非科學的）確實大大減緩了我們的進展，但它仍沒能阻止我們，也永遠無法阻止我們?！彼麖娬{(diào)，140人仍致力于藍腦計劃，五位外部評審員近來給出了一系列積極評價，以及，建立“能夠描繪越來越大的腦區(qū)，并在生理方面準確的模型”的能力，“正以指數(shù)級增長”。

這次沒有時間限制，但是不少人對神經(jīng)科學的未來有著更夸張的展望。2014年，我參加了TED在溫哥華的主會議，并觀看了麻省理工學院媒體實驗室創(chuàng)始人尼古拉斯·尼戈朋特（Nicholas Negroponte）的開幕演講。他在結(jié)束語中聲稱，在30年內(nèi)，“我們將能夠攝入信息。未來，吞下一顆藥丸，你將學會英語；吞下一顆藥丸，你將熟知莎士比亞。藥物將通過血液讓夢想成真。一旦它進入你的血液，它會順流進入大腦，當知道自己到了大腦中時，藥丸的各個不同組成部分便會分別沉降到正確的位置。”

我聆聽著。在我左后方，有人強忍住狂喜，低聲嘆道：“哇?！?/p>