如果你一直想知道老鼠大脑里在发生什么,那你算是走运了。神经科学家们借助超级计算机,成功模拟出了沙粒大小的老鼠大脑区域的神经元连接。这个模拟的微小区域包含了 31,000 个脑细胞,它们之间大约有 3700 万个突触相连,是目前最复杂的模型之一,并且对每个细胞采用了比先前大脑模拟更为精细复杂的数学模型。
这些结果于今日发表在《Cell》杂志上。该模型现在可以免费在线访问,是始于 2005 年、目标是构建人脑计算机模拟的备受争议的蓝脑计划的第一个重要成果。然而,该计划的初衷并未获得大部分神经科学界的认同,而这些最新结果也可能难以说服他们。
由神经生物学家 Henry Markram 领导的蓝脑计划希望通过整合神经元的三维形状、生物学和电学特性信息,最终创建出人脑的完整模拟。研究人员实现的模拟涉及老鼠初级体感皮层中的一个微小电路区域——该区域接收关于老鼠的胡须和其他身体部位接触到的感官信息。
Markram 认为这类模拟可以为大脑的神经回路提供新的见解,并且可以通过操纵模拟中的神经元并观察结果来呈现新的实验方法,而无需进行真实的实验。然而,据《Nature> 新闻》报道,许多批评者对该模拟能否提供任何新信息表示怀疑,认为相比之下,那些更抽象但耗费计算能力和资源更少的神经回路模拟已经取得了相当的成果。
去年,数百名科学家开会签署了一封信,声称蓝脑计划管理不善,缺乏足够的科学依据。根据《Science》的一份报道,这封信以及随后两位不参与该项目的科学家的评审意见,导致了项目管理层的一些改变,包括 Markram 所拥有的控制权。
此外,Markram 告诉《Nature> 新闻》,模拟这个微小的大鼠大脑区域需要超级计算机每 25 微秒运行十亿次计算,而模拟人脑将需要此数量的十亿倍。他能否实现这个目标以及模拟能够带来的见解还有待观察。但是,尽管迄今为止他收到了其他神经科学家们的批评,Markram 仍计划实现他的目标。“这对超级计算机来说是一个巨大的挑战,但我们正与 IBM 紧密合作以改进技术。”