美国政府正投入 2800 万美元,赌定我们能够复制大脑

伟大的逆向工程探险
慢性创伤性脑病(CTE)最初在拳击手中被发现,被称为“拳击手痴呆症”,现在也在前NFL球员的大脑中出现。Bryan Christie Design
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哈佛大学之前制作的大脑部分数字重建图。哈佛大学

我们已经深入探讨了如何构建哺乳动物大脑一样工作的计算机。

美国政府现在正投入2800万美元赌注,认为所有这些项目都是错误的。

上周,哈佛大学从情报高级研究项目活动(IARPA)获得了三项资助,这些资助将用于一个“登月”项目,该项目旨在抛弃所有先前理解大脑的尝试,并从头开始。 (IARPA是比更知名的国防高级研究项目活动(DARPA)的姊妹组织。但DARPA专注于军事项目,而IARPA专注于情报机构的研究。)

这个为期5年的项目将尝试构建一个学习中的大鼠大脑一部分的虚拟模型。通过这个模型,该实验室希望能够识别有机神经元协同学习的方式,以便人工复制。最终,希望能够复制人类大脑本身。

“这是一次逆向工程的探险,”哈佛大学教授、该项目负责人David Cox说。“如果你的竞争对手发布了一款产品,而且比你的产品好得多,你可能会买下它,打开它,然后试图弄清楚它是如何工作的。在这种情况下,大自然就是竞争对手。”

该项目的基本方法是向活体大鼠展示一系列图像,同时在显微镜下检查它们的大脑。这些信息随后与大脑的虚拟表示相关联,该虚拟表示是在将大鼠大脑切成小段并在电子显微镜下成像时制作的。

哈佛大学表示,整个项目将产生超过1 PB的信息,并将公开发布。(1 PB相当于2000年的mp3音频轨道。)

拥有所有这些数据将是极好的,但我们已经知道的一件事是,啮齿动物大脑的工作方式与人类大脑不同。

Cox承认这一点,并认为该项目用于虚拟复制大脑的方法在将来应用于人类时可能很有价值。复制大鼠大脑有点像使用训练轮,而未来复制人类大脑将是最终目标。因此,从某种意义上说,该项目可能是神经图谱用于常规人类治疗的第一步,尽管这还需要很长一段时间。

Cox表示,通过电子显微镜,哈佛团队将能够重建大脑的“连接图”。他们将能够实时看到哪些神经元与其他神经元协同工作,以及连接是如何形成的。

理解大脑是神经科学的一大步,但该项目的主要重点实际上是计算机科学。模拟大脑只是第一步。在创建该模型之后(或者可能在创建过程中),研究人员的任务是创建模仿大脑信息处理方式的算法。这是人工智能研究人员50多年来一直在努力解决的任务。目前,大多数人工智能研究严重依赖统计学,而不是生物学。

“我们知道大脑在学习和推理方面非常出色,我们还没有能够媲美这些能力的算法,”Cox说。“但我们并非完全毫无头绪。我们知道书本的轮廓,但我们需要知道书本里的文字。”

然而,Cox表示,大多数研究人员,如DARPA的SyNapse项目和欧洲的人类大脑项目的研究人员,在不首先了解大脑工作原理的情况下,就急于创建大脑模型。SyNapse项目,主要由IBM牵头,已经基于先前对大脑的了解创建了芯片,而根据欧洲人类大脑项目的研究目标,该项目也在“现有数据”的基础上构建模型。

与此同时,IARPA项目将跨越五年,分为三个阶段。每个阶段将研究大脑的更大一部分,其中最大的一块只有一立方毫米。

 

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