故事
人类脑计划没有实现它的承诺
十年前，一位神经学家信誓旦旦地说他可以在十年内模拟人脑。但他失败了。
2009年7月22日，神经学家亨利·马克拉姆(Henry Markram)在英国牛津举行的TED演讲舞台上告诉观众，他要在电脑里完全模拟人脑，令人震惊。他的目标很远大：“为了理解大脑感知，理解现实，甚至理解物质世界。”他的时间计划也是雄心勃勃的：“我们可以在10年内做到这一点，如果我们真的成功了，我们在10年后将会把我的全息投影发送给TED与你们交流。”
整整十年了，他没有成功。
人们可能会辩解说，先驱者的本质是走得更远，谈论更宏大的议题，指责任何一个预测的失败都是不礼貌的，因为科学上到处都是预测错误。(科学家们开玩笑说，突破性的药物和技术似乎总是在5到10年之后就能出现，但出现的往往是下一个5到10年)我们应该重新审视马克拉姆的说法，原因有二。首先，风险是巨大的：2013年，欧盟委员会授予了他的倡议——人类大脑计划(HBP)——一笔惊人的10亿欧元经费(当时价值约14.2亿美元)。第二，HBP的努力，以及内部的矛盾，暴露了神经科学家们对大脑的看法和应该如何研究的巨大分歧。
马克拉姆的目标不是创造一个简化的大脑版本，而是一个非常复杂的电子脑，包括组成神经元，电信号沿着它们流动，甚至在它们内部有打开和关闭基因的开关。从一开始，对这种方法的批评就非常普遍，许多其他神经科学家认为这项计划从头到尾都难以置信甚至到了荒谬的地步。大脑的错综复杂，神经元如何连接和相互作用，记忆是如何形成，决定是如何做出的等等的问题，都没有弄清楚也不可能在短短十年内被研究得足够详细。连只有302个神经元的秀丽隐杆线虫的中枢神经都很难建模，更别提我们头骨里面的860亿个神经元了。“人们认为这是不现实的，甚至不能成为一个目标，”格蕾丝·林赛说，她是一位神经科学家，正在写一本关于大脑模型的书。
更重要的是，HBP没有试图解决任何特定的问题，也没有验证关于大脑如何工作的某个假设。模拟本身就是目的——对一个根本不存在的问题的过度设计的解决方案，一个为使用而产生的工具。2015年，马克拉姆创建的与之相关的“蓝色大脑计划”(BlueBrainProject)，他模拟了30，000个大鼠神经元，只占了这种小型啮齿动物大脑神经元的0.15%。批评家们认为他的工作没有什么创新。即使它能扩大到人类大脑的规模，但为什么要这样做呢？林赛说：“现在你在电脑里有一个大脑，而你头盖骨里的大脑却不知道怎么使用它。”
马克西姆解释道，和他TED演讲所不同的是，他从来没有希望这个模拟大脑能做很多事情。他不是去做人工智能，也不是为了通过图灵测试。相反，他把它作为一个实验基础——这是一种不需要劈开动物头部就能验证他们的假说的方法。“这是非常有价值的，”林赛说，但它逻辑倒置了。模拟可以让研究人员研究关于大脑先进理论，但是必须有先进理论才能完成大脑模拟。”
来自冷泉港实验室的安妮·丘奇兰 Anne Churchland说：“在我看来，模拟的规模很大，效果并不明显”。例如，她的团队模拟神经元网络，研究大脑是如何将视觉和听觉信息结合起来的。“我们可以用成千上万的神经元来实现这一点，但如果我有700亿神经元的话，还不清楚它会带来什么。”
在最近的一篇题为“大脑模拟的科学案例”一文中，一些HBP科学家认为，大规模的模拟“很可能是连接大脑中单个神经元和整个神经系统水平之间所必须的桥梁。”换句话说：科学家可以观察神经元工作的具体细节，同时研究整个生物体的行为，但他们需要神经模拟来显示前者是如何产生后者的。这篇论文的作者把神经模拟和天气预报作了比较，在天气预报中，我们通过对局部范围内的物理化学因素的了解，可以准确地预测全球的温度、降雨和风。
艾德里安·费尔霍尔Adrienne Fairhall认为，这个比喻行不通，他是一位华盛顿大学的神经科学家，有物理学研究背景。是的，大规模的模拟对于理解天气和星系是有用的，但是“行星系统只关乎其自身，”她说。“而大脑是为其他事物而建立的。”也就是说：大脑吸收了世界的信息，它指挥人类和动物的躯体，然后反过来影响现实世界。我们能从一个虚拟的脑子里学到多少东西呢？这个虚拟的大脑和眼睛、耳朵或四肢都没有联系。费尔霍尔说：“你可以拿一大块脑组织做所有的物理研究，但达不到最终的目的。生物体是一种有机的，有意义的物质。模拟组织是可行的，但毫无意义。”
因此，HBP处于一个很尴尬的境地，人们批评它过于宏大，同时又过于狭隘了。与我交谈过的批评者中，没有人否认模拟大脑的想法，但他们都认为，这种努力应该由实际的研究问题来推动。例如,纽约大学的王小晶Xiao-Jing Wang 建立了一个模型，她发现其中的神经元若以某种方式连接起来，即使没有受到刺激，也能保持电活动，这是我们所谓的工作记忆的本质，也就是保持思维的能力。与此同时，滑铁卢大学的克里斯·埃利亚史密斯Chris Eliasmith建造了一个叫Spaun的模型，它使用一组简化的250万个虚拟神经元来做简单的算法和解决基本的推理问题。若没有给HBP那么多经费，许多此类研究可以获得足够的资金，这就是为什么人们对HBP感到愤怒。
2014年，近800名神经科学家写了封公开信，对欧盟委员会说：“HBP不是一个构思和运行良好的项目，它不适合成为欧洲神经科学的核心。”一年后，一个调解委员会同意了他们的意见，要求HBP调整工作重点：“进行较小数目的适当的优先研究”，并调整其不正常的内部管理结构。
HBP默许了。它将自己重塑成一个软件项目，管理关于大脑的现有数据，提供搜索这些数据的工具，并开发模拟器，使其他人能够建立自己的模型。随着大量科研经费将于2023年到期，团队最近的论文读起来像是在恳求更多的经费。他们写道：“开发高质量的大脑模拟器需要长期投入资金。”
不过这或许能说明，我认识的人中，没有人能说出HBP在过去十年里所做的一项重大贡献。并不是说他们没有贡献，而是贡献没有与项目预算成比例，也许HBP需要重新赢得因炒作而丧失的科学界的信任。
马克拉姆似乎没有被吓倒。他近期的论文坚定地将大脑模拟不仅仅定位于神经科学领域，而是西方哲学和人类文明的高度。在一封电子邮件声明中，他告诉我，“对这个项目的政治阻力(非科学的)确实大大减缓了我们的研究进展，但它并没有阻止我们，也不会阻止我们。”他指出，目前仍有140人从事“蓝色大脑计划”，其“成倍增长”的能力“建立了越来越大，越来越精确的脑生物模型”。
这一次没有时间计划，但想要对神经科学的未来做出宏伟蓝图然后实验铺张浪费的其他人不在少数。2014年，我参加了TED的温哥华会议，并在麻省理工学院观看了媒体实验室创始人尼古拉斯·内格罗蓬特(Nicholas Negroponte)的开幕演讲。他在演讲最后声称，30年后，“我们将通过消化道摄入信息。你吞下一颗药丸，就会讲英语。吞下另一颗，就了解了莎士比亚。其原理借助血液循环。因此，一旦知识进入你的血液，它会随血流进入大脑，知识自己知道它在大脑中，应该去往哪个地方。”
在我左肩后面，一个声音低声说：“哇！”
本文译自 The Atlantic，由 Mork 编辑发布。