它是一颗数据组成的“蓝色大脑”

　　这是一项危险的实验，这个实验的终极目标显然是用数据代替人的大脑，就像任何科幻片里虚构的那样。目前，它不会有生理学上的优雅和生命物质，还只是一颗数据堆砌的仿真大脑，但是它已经表现出了只生物才有的“任性”。

　　“蓝色大脑”使用计算机模拟了1万个这样的老鼠大脑皮层神经元。本版均为资料图片

　　科学家经过对比生物大脑证实，“蓝色大脑”很早就能进行自发活动。

　　“蓝色大脑”活跃的时候非常漂亮，它忽隐忽现地闪烁着柔和的色调。

　　□本版编译／本报记者林琼

　　瑞士洛桑的科学家们正在从事着一项神奇的工作。他们把脑细胞一个一个地复制到超级计算机里，并在那里建立模拟生物大脑的人工神经网络。这项名为“蓝色大脑”的工程最终将创造出超级的电子思维机器，那是能够模拟人类大脑的机器——仿真人脑。科学家相信那将意味着找到审视人类意识的新视角，因为它能像人类一样记忆、思考。

　　目前我们能看到，在计算机的屏幕上它显得非常漂亮，尤其是处于活跃状态的时候。神经元以柔和的色调在屏幕上忽隐忽现，电荷在神经键的迷宫里闪烁。这个大脑在刚结束兴奋状态后，露出几分困倦，但是温和的电流刺激让它马上恢复活力。

　　屏幕上的这些表现往往代表生物受到某些刺激后大脑作出的反应，比如明媚的阳光正照射在身上，浓郁的芝士香味正在弥漫，或者是耳边正响着喧闹的声音。

　　[研究]

　　一个数字神经需要几百万程序支撑

　　这些前所未有的家伙由1万个电脑芯片组成，它们能够像真正的生物神经细胞一样活动。

　　为了模拟生物大脑，这些年来，研究人员解剖了成千上万个鼠脑，把它们的脑组织取出，制成薄片，并让这些薄片仍然保持活着的状态。然后他们将微小的传感器安装在每一束神经上，观测并截取神经细胞的活动数据。这些大脑切片接受着各种各样的电流刺激，这些电流分别模仿老鼠大脑实际所受的刺激。例如，当它们闻到芝士的气味或者受到惊吓。和那些老鼠活着的时候一样，细胞通过传导电荷对电流刺激作出反应，研究人员的测量仪器记录了所有的变化信息。

　　最后，研究人员将老鼠细胞行为的数据收集起来，储存在巨大的工作平台上。这些海量的库存数据帮助研究者构建数字精神世界。在这些模型里，细胞内部不存在任何化学物质，它们模拟的是电信号，而不是产生这些电信号的物质活动。

　　这是一项需要耐心和细心的艰巨任务，研究的对象是复杂无比的大脑，模拟的过程意味着拷贝一个又一个生物分子数据。

　　最初，完整地拷贝一个大脑细胞并将它转化到电脑上需要花费几个月时间。因为每一个数字细胞需要几百万的程序，以及多到令人无法想象的数据才能完全模拟生物大脑的行为。这项工程对计算机运算能力要求相当高，一个超级芯片通常只能模拟一个细胞。

　　“然而，面对如此精确的要求，手工制造几百万细胞几乎没有可能。”44岁的该项目负责人生物学家亨利·马克莱姆说，“解决方案需要依靠质的飞跃：我们不得不采取工业化的方式。”

　　如今，“蓝色大脑”已经拥有了自己的“生产线”，计算机能够全自动地克隆神经细胞，生产出一系列数字神经。由于生物大脑中每一个细胞都不相同，所以每一个数字细胞也都拥有不同的特性。这些储备着海量数据的“神经”是产生思考的基本工具。

　　老鼠－猫－灵长类动物，最终是人类

　　神经细胞处理电信号的能力几乎深不可测。在生物神经细胞表面分布着几万个让电离子通过的小孔，这些小孔被称为“离子通道”。带电离子在“离子通道”里进进出出，对外界刺激作出反应，神经细胞通过打开和闭合这些通道将信号传递给周围的细胞，参与思维的过程。计算机模拟出的大脑模型也照抄原型，它们同样拥有数字化的“离子通道”。

　　当拷贝细胞的工作对超级电脑来说已经不成问题时，真正的工作就要开始了，那就是把1万个数字细胞像生物细胞一样连接在一起。

　　结果就出现了一个独特的机敏的三维迷宫。每一个生物神经细胞都有1万个突起，有了这些突起，它们就能和其他细胞联系上了。而反映到计算机的屏幕上就是，数字细胞在空间里盘旋、扭转，直到1000多万个点相互接触。

　　这项工程的第一个阶段，也是目前正在进行的阶段，模拟老鼠的一小部分大脑皮层——最初级的“蓝色大脑”。这个过程要先让相互联系的细胞密集地交织在一起，形成大约长两毫米、直径半毫米的脑皮层神经组。包括人类在内，所有哺乳动物的大脑皮层都由这些神经组组成，它们就像蜂巢里的一个个小格子排列组合成大脑皮层。它们是大脑皮层的通用元素，既能用于敏锐的视觉和听觉，也能用于复杂的推理。

　　“我们把它看成是大脑的缩影，”马克莱姆说，“当我们把这些神经组合成到一起后，就形成了一个简单的模型。”这个项目的管理人员弗莱克斯说，“在接下去的几个月时间里，我们将对已经做好的模型进行微调。”研究人员不断进行测试，将它们的活动状况与老鼠大脑进行比较。只有不再出现大的偏差，才算为下一阶段的模拟工作做好了准备。

　　最初的人工大脑虽然有些简单，但它非常有用，它能让研究人员从机器中监测到每一个模拟精神的活动。

　　这个科研小组希望明年开始复制出完整的老鼠大脑。“然后我们将模拟一只猫的大脑，一个灵长类动物的大脑，最后是人类的大脑。”马克莱姆自信地说。