| 发布日期：2024-12-30 10:51 点击次数：63 |
2009年，瑞士神经科学家HenryMarkram漠视了一个令科学界战栗的设想：用野神思竣工模拟由860亿个神经元、100万亿个突触组成的东说念主类大脑。
▷图1.凭空大脑（TheVirtualBrain）接济在收集次序上对大脑进行野心建模.图源：JanPaulTriebkorn
这个“猖獗”构想要是真能达成，不仅可能为阿尔茨海默症等脑部疾病的调治开辟新门路，还将为智能机器东说念主的发展提供可贵的生物学启示。
2013年，在欧盟等多方接济下，这个自利自为的设想最终化为现实，东说念主类脑科学探讨（HumanBrainProject，HBP）发达启动。
▷图2.东说念主类脑科学探讨（HumanBrainProject，HBP）.图源：HBP官网
这项堪比上世纪登月探讨的大科学工程，将眼力投向了一个更为秘要的领域——咱们头颅中的“内六合”。以继续东说念主脑的复杂性和推动脑疾病调治为探讨，不畏神经科学领域的各式挑战，誓要揭开东说念主类大脑的终极深奥。
如今，十年畴昔了。2024年9月，一份孤苦讲演全面总结了HBP在推动脑科学谈论、模拟大脑及后果滚动等方面的进展[1]。
这个起步于一位科学家“狂想”的容颜，究竟取得了哪些打破？其间受到了什么终端？在东说念主工智能繁盛发展的今天，HBP的警戒又能给咱们哪些启示？让咱们通盘总结这个“大科学探讨”的十年进程。
HBP数据概览
东说念主类脑探讨（HBP）是欧盟于2013年启动的一项大型科研容颜，旨在通过模拟和继续东说念主脑的复杂功能，推动神经科学、野神思科学和医疗领域的跨越。
那时，大家科学界对脑科学、野心技能、东说念主工智能以偏激潜在的医学独揽清晰出极大的敬爱。以往谈论天然取得了权贵进展，但也曾缺少多次序、多维度的概括模子来全面讲解大脑如安在生物、化学和物理层面阐扬作用。HBP基于这一布景，但愿通过神经科学、野心科学和跨学科融合，治理大脑谈论中的关节贫窭，尤其是脑疾病的成因、神经收集的运变调制等。
▷图3.HBP数据概览。图源：HBP官网
十年来，HBP在推动脑科学谈论和技能独揽方面取得了一系列后果。HBP先后有500余位科学家参与，来自19个国度的155个谈论机构。借助该容颜的资助，参与的科学家发表了3000余篇论文、92项专利，孵化了12个公司。HBP开导的EBRAINS数据库，现在有近1500家科研机构的上万名科学家使用。
▷图4.EBRAINS数据库关系事实。图源：HBP官网
HBP的主要谈论内容
欧盟HBP探讨在大家范围内得到平庸调遣，被以为是与好意思国“脑探讨”（BRAINInitiative）王人名。但两者在谈论方朝上有着本色的不同，好意思国BRAINInitiative侧重于神经技能的开导和独揽，而欧盟HBP更侧重于大脑模拟以及谈论中所需的信息通讯技能的开导。
▷图5.Fenix构建不同的EBRAINS平台劳动，允许神经科学界和其他谈论界开展使命。图源：HBP官网
HBP的主要谈论内容有以下几个方面：
（1）神经疾病模子：通过模拟技能，谈论东说念主员开导了用于谈论阿尔茨海默病、帕金森病、抑郁症等神经退行性疾病的模子，为这些疾病的会诊和调治带来了新的视角。
（2）脑模拟与野心：HBP的一个中枢探讨是创建全面的脑模子。通过大规模野心平台，谈论东说念主员大概模拟神经元收集，探索大脑的功能和疾病机制。HBP通过创建数字大脑模子，匡助科学家更好地继续大脑运作的复杂性。
▷图5.东说念主欧盟脑探讨的主要探讨是设计并独揽六个野心平台。
（3）脑与AI的交叉进展：HBP不仅推动了神经科学的发展，还推动了东说念主工智能的谈论，尤其是通过模拟生物神经收集为神经收集技能带来了新启示。通过脑科学的谈论后果，HBP匡助AI系统在处理感知、学习和记念任务时愈加高效。
（4）脑数据分享平台：HBP开导了一个名为“EBRAINS”的灵通平台，使大家的脑科学谈论者大概分享数据、器用和野心资源。这推动了科学家之间的融合，也加快了脑病谈论的程度。
代表科学家与代表性后果
为了达成这些繁密的谈论探讨，HBP蚁集了来自神经科学、野神思科学、医学等多个领域的顶尖东说念主才。HBP先后有500余位多个领域的科学家参与。这些科学家通过功能模拟、野心和成像技能，进一步鼓动了对脑功能的系统性继续，稀零是在神经退行性疾病的模拟和预测模子领域。参与HBP容颜的欧洲和好意思国科学家主要聚焦于大规模神经模拟、神经数据的分享与分析以及神经疾病的数字化谈论。
以下是一些代表性后果：
HenryMarkram，瑞士洛桑联邦理工学院
HBP的发起东说念主，发奋于创建一个全脑模拟平台，以谈论不同次序的神经功能。他在2005年发起的“蓝脑探讨”，为HBP的发起和鼓动提供了警戒。
KarlFriston，英国伦敦大学学院
Friston漠视了大脑预测编码表面，使得谈论者不错更好地继续大脑的信号处理机制。
MichaelHausser，英国伦敦大学学院
通过开导光遗传学和神经元纪录技能，其团队探索了神经元的突触联接与大脑功能之间的关系，为大脑结构与功能的映射奠定了基础。
AlainDestexhe，法国巴黎萨克雷大学
从事脑的动态功能谈论，稀零是脑电波的生成机制与神经元的同步情势。他的使命为证明神经信号提供了迫切接济。
TerrenceSejnowski，加州大学圣地亚哥分校
HBP的照看人委员会成员，专注于大脑的野心功能和机器学习技能，尤其是通过大脑模子修订东说念主工智能系统。
ChristofKoch，好意思国艾伦脑科学谈论所
在艾伦谈论所的团队构建了高分离率的脑图谱数据，达成了更精准的东说念主脑结构模子。
参与的科研机构及预算
HBP由欧洲主导，得到了欧盟“地平线2020”（Horizon2020）科研探讨的资金接济，波及多个欧洲国度的谈论机构、大学和企业，最主要的参与国包括德国、瑞士、法国、英国、西班牙、意大利等。
主要的科学机构包括欧洲神经科学谈论机构（如德国马克斯·普朗克谈论所），以及各大欧洲大学（如苏黎世联邦理工学院、巴黎第六大学）。跨国企业，如英特尔、IBM，为野心平台的开导提供技能接济。此外，大家其他非欧友邦家的科学家和机构也通过融合容颜参与，如好意思国、中国等国的科研机构。
HBP当先的探讨预算为10亿欧元，由欧盟提供大部分资金，并通过融合国度的补充资金接济。HBP的预算分阶段拨款，前五年（2013-2018年）的资金约为5亿欧元。随后，容颜进入了第二阶段，络续取得数亿欧元的接济。HBP十年总预算可能最终达到15亿欧元驾驭，涵盖了东说念主员用度、野心平台确立、基础方法投资以及谈论经费。
与HBP通常的脑科学容颜
大家范围内还有多个旨在深切谈论大脑的科研容颜启动。它们在推动神经科学、脑疾病谈论以及东说念主工智能等领域中取得了迫切后果。这些容颜在预算、探讨和技能阶梯方面各有侧重，但都共同促进了对脑功能偏激复杂收集的继续。
HBP的容颜建立与技能创新
看成东说念主类探索脑科学的里程碑式容颜，从科研后果、探讨达成、容颜表里科学家评价来看，HBP无疑是得手的。
通过这十年的发展，HBP不仅在神经科学领域作出了不凡的孝顺，也为东说念主工智能、医疗会诊等领域的技能立异铺平了说念路。
HBP饱读舞发扬的跨学科谈论方法，得手将脑科学、野神思科学和医学紧密结合，创造了新的谈论范式，推动数字大脑模子在医学、技能等多个领域的独揽。
稀零是在功能建模方面，容颜通过野神思仿真来模拟大脑功能，部分揭示了大脑若何处理信息，尤其是皮层柱模子为继续大脑收集提供了基础。
▷图6.用于基于内容的图像检索的皮质柱生物形态模子。图源：MDPI，Telnykh，Alexander，etal."ABiomorphicModelofCorticalColumnforContent—BasedImageRetrieval."Entropy23.11(2021):1458.
通过大宗资金参加和外欧化的融合收集，HBP不仅促进了对大脑结构和功能的深切继续，还推动了数字大脑模子在医学、技能等多个领域的推行独揽。
容颜建立的灵通平台，为大家谈论者提供了可贵的谈论器用和数据资源，有劲推动了脑疾病会诊与调治的进展。
局限性反念念
尽管取得了权贵建立，但客不雅来看，HBP的十年发展进程中也有一些值得反念念的所在。
杜锋此言一出，球迷们纷纷表示，杜指导你太狠了吧，生产队的驴也不敢这么用！要知道徐杰第二阶段基本场场打满40分钟，难得有一场上场时间不足20分钟，能好好休息一下，杜锋却表示上场时间不够，让大家给徐杰投票激励一下他，下一场比赛徐杰就打40分钟！其实杜锋只是在开个玩笑，以一种别样的方式来鼓励球迷给徐杰投票罢了，说到底就是杜锋在整活！目前CBA全明星投票首周结果出炉，徐杰票数位居全联盟第二，与票王其实差距不大！
上一期男篮后卫球员有王岚嵚、程帅澎、廖三宁、徐杰、胡明轩、高诗岩。
HBP在容颜初期就制定了过于复杂与乐不雅的探讨。举例，HBP曾试图全面模拟大脑，然而现时技能尚不成精准模拟如斯复杂的系统。正如伦敦大学学院野心神经科学主任彼得·达扬（PeterDayan）指出的，“现存模拟东说念主脑的技能还未整个闇练。”
这些模拟在处理更大规模和更复杂的收集时仍然受限。2024年诺贝尔物理学奖得主“东说念主工智能之父”杰弗里·辛顿（GeoffreyHinton）强调，“HBP探讨的实在问题在于，科学家并不知说念若何让大系统自我学习。”
在容颜照料方面，2015年出现的透明度问题照实激勉了科学界的调遣和月旦，部分谈论者致使摄取退出。有不雅点以为，容颜资金使用效用低下，部分大宗预算投向了相对不闇练或不解确的技能开导。
这些问题指示咱们，大型科研容颜在追求打破性后果的同期，也需要更求实的测度和更缜密的照料。
畴昔预测
总结HBP容颜的发展进程，咱们不得不承认，脑科学谈论仍濒临着一系列根人性的科常识题。这些问题不仅是HBP容颜的挑战，亦然扫数脑科学领域需要握续探索的标的：
大脑的举座使命旨趣：若何整合复杂的神经元收集来实施领会、情谊、通顺等任务？
意志的神经基础：意志若何从大脑的电生理行动中自大？
记念与学习的机制：若何通过神经突触可塑性编码和检索信息？
神经疾病的病理：大脑健康若何失衡激勉精神和神经系统疾病？
基于HBP的谈论基础，百余名科学家撰文预测了畴昔十年的脑科学谈论[2]，其中提到了一些值得调遣的创新技能标的。
高分离率脑成像技能，如新一代的功能磁共振成像（fMRI）和单分子分离率光学成像技能，将匡助咱们更明晰地揭示大脑内的信息流。
脑机接口技能，将为继续神经信号传递和大脑疾病的调治提供新打破。
东说念主工智能和机器学习，其平庸独揽将为分析复杂的神经数据，模拟大脑功能并预测神经收集的行动带来更多助力。
新一代分子生物学器用（包括但不限于基因剪辑技能）的发展，也将深化咱们对特定神经元功能的清爽。
信服跟着新技能的握住跨越，加上HBP蓄积的可贵警戒，畴昔对脑科学的继续将加快发展。
跋文
在HBP容颜开展的十年间，负面别传长期追随其驾驭。2015年，部分科学家发公开信按捺该容颜；2017年，容颜领衔负责东说念主更换；2023年，致使有媒体直言HBP是个失败的容颜[3]……汉文公论对HBP的调遣本就有限，云尔有的报说念多以负面为主，与部分外媒的评价通常，连结在探讨不解确、谈论散播、经费不透明等方面。
关于这么规模重大的科学容颜，出现负面声息并不悲凉。这是言论目田抒发和公论监督的时时情势。从曼哈顿工程到登月探讨，再到东说念主类基因组探讨，无一不曾历经质疑和月旦。科学探索自身就充满不笃定性，大型容颜尤其如斯。关节在于，咱们应通过阅读一手贵寓、深切了解容颜推行进展来分离事实，而不是被流量驱动的公论裹带。
因此，面对HBP，咱们有必要回到问题的本色：十年来，它究竟完成了什么？是否达到了预期探讨？它的谈论后果在领域内是否得到了招供？这些问题的谜底，才是评价一个科学容颜成败与否的实在依据。
而总结HBP的十年进程，它不仅推动了脑科学谈论的前沿发展，还促成了多项技能和表面的打破。如斯来说，HBP无疑是一个得手的容颜。看成东说念主类探索脑科学的里程碑式工程，它的敬爱将跟着时间的推移愈加明晰地展现出来。
参考文件
1.HumanBrainProject10yearsassessment.2024.9https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/library/human-brain-project-10-years-assessment
2.KatrinAmunts，MarkusAxer，SwatiBanerjee，etal.Thecomingdecadeofdigitalbrainresearch:Avisionforneuroscienceattheintersectionoftechnologyandcomputing.ImagingNeuroscience2024;21–35.doi:https://doi.org/10.1162/imag_a_00137
3.Neuroscience:TheConceptualFailureofEU’sHumanBrainProjectandtheUSBRAINInitiative.September1st香港六合彩图库网站，2023https://hackernoon.com/neuroscience-the-conceptual-failure-of-eus-human-brain-project-and-the-us-brain-initiative
