①这是欧盟有史以来资助的最大研究项目之一,耗时十年,耗资约47亿元人民币,500名左右科学家参与。 ②但项目研究成果的碎片,拼不起“在计算机内重建整个人脑”的宏伟目标。
《科创板日报》8月23日讯(编辑 郑远方)耗时十年,耗资6亿欧元(约47亿元人民币),500名左右科学家参与——欧盟有史以来资助的最大研究项目之一的“人脑计划/人脑项目(Human Brain Project, HBP)”,即将在9月画上句号。
该项目是一项为期十年的大型科学研究计划,于2013年10月1日启动。项目建立之初,便将目标定为在计算机内模拟重建整个人脑,以了解人类大脑。但许多科学家认为,这是个牵强的目标。
这十年以来,参与项目的科学家们发布了数千篇论文,在神经科学领域取得了多项重大进展:他们绘制出了至少200个脑区的详细3D地图,开发出了治疗失明的大脑植入物,使用超级计算机模拟记忆与意识等功能,并推动各类脑疾病的治疗。
但即便有这些成果“撑腰”,十年后的今天,HBP并没有实现最初定下的目标。
HBP项目成员、认知科学家、法国国家科学研究中心研究主任Yves Frégnac认为,该项目未能提供对大脑的全面或原创性理解,“我看到的不是大脑,而是大脑的一些部分。”
▌争议与动荡
最初,HBP项目获得了10亿欧元的资金承诺,最终到手6.07亿欧元,其中4.06亿欧元来自欧盟。这些资金分为四个阶段发放,并在每个阶段分配给相关实验室。
而在项目开始的第一年,其就招致争议。
HBP项目创始人、瑞士洛桑联邦理工学院神经科学家Henry Markram彼时放出豪言,HBP将能在十年内从细胞层面重建和模拟人脑。
这一发言引发了神经科学家们的广泛怀疑,但Markram不以为意,“当科学规划出一条新的道路时,争议自然会随之而来。”
剑桥大学计算神经科学家Timothy O'Leary直言,这个目标可能有助于HBP项目启动,“如果不是带上了某种雄心勃勃的荒唐目标,HBP项目能不能获得资助都不一定。”
随着时间推移,HBP项目内部也因经费与管理产生而动荡。更有150名科学家联名签署抗议信,督促欧盟委员会重新考虑HBP的目标。信中称,HBP管理不善,已经部分偏离了科学轨道。之后在2015年2月,HBP董事会投票解散了三人执行委员会,由一个更大的董事会取而代之。
与此同时,其他人脑项目也在全球“遍地开花”:美国与日本几乎是和HBP同时启动了大脑项目,前者项目将持续至2026年,后者的项目则计划运行15年。而中国的大脑项目则是在2021年启动,澳大利亚与韩国的项目如今则已进入第7个年头。
▌亮点成果
暂且把管理问题放在一边,HBP项目还是积累了一些颇有意义的科学成果。
通过创建和组合约200个大脑皮层和更深层次大脑结构的3D地图,HBP的科学家们绘制了一份《人类大脑图谱》,描绘了大脑的多层次组织,覆盖了细胞、分子结构、功能模块和连接。
“《人类大脑图谱》有点类似谷歌地图,不过是针对大脑的谷歌地图。”在今年3月的HBP峰会上,德国尤利希研究中心神经学家、HBP项目科研主任Katrin Amunts如此形容。
通过这个图谱,HBP科学家在大脑前额叶皮层中发现了六个之前未知的脑区域,这些区域有助于记忆、语言、注意力和音乐处理。
同时,科学家们将《人类大脑图谱》与Allen Human Brain Atlas(美国艾伦人工智能研究所发布的人脑图集)中的基因表达数据结合,用于表征整个大脑的神经元。利用这些配对的图谱,科学家们发现了,与抑郁症相关的基因表达变化如何与额叶皮层结构和功能变化相联系。
此外,HBP科学家们还开发出一种算法,可根据显微镜图像构建大脑区域的全尺寸支架模型。利用该工具,科学家们制作出了一份海马体CA1区域的详细地图,这对人类的记忆至关重要。
目前,HBP已将研究中的一些发现转化为临床应用,比如可以利用个性化的大脑模型,即“数字孪生”,来改善癫痫和帕金森病的治疗。
▌支离破碎
但上文那些研究成果的碎片,却难以拼凑起HBP“在计算机内重建大脑”的宏伟目标。
“碎片化”——这是HBP项目组织者与批评者对项目共同诟病的一点,这也是神经科学研究中一项长期存在的痛点。
按Frégnac的话来说,就是“能看到非常精巧的应用,但看不到多维度整合,也看不到大问题解决”。
碎片化的症结在哪里?一些科学家们认为问题在于“缺乏重点”。
德国哥廷根大学理论神经物理学家Fred Wolf曾参与过HBP项目,但目前已离开。他表示,“一个持续了十年的项目,我希望它能有概念性的突破。”
巴黎综合神经科学与认知中心神经科学家David Hansel认为,HBP缺乏优先次序、内部合作有限,它未能充分利用其规模,也未能真正地将神经科学领域团结在一个共同目标背后。“该项目没有列出需要解决的首要问题。基本上,项目的‘目标’仅仅是了解大脑。”
▌前路如何?
今年9月底,HBP项目便将彻底停发资金。
虽然一些从HBP项目诞生的成果已获得继续开展工作的资助,但对于大部分甚至全部参与HBP项目的研究人员来说,前路依旧迷茫。
如今,欧盟委员会正准备对HBP进行项目评估,最终审查将于11月开始,结果将在2024年1月公布。
Frégnac表示,“如果我们不想让全球神经科学领域也遭遇一场‘AI之冬’,就需要为这个领域赢得尊重。同时,我们的确也需要评估一下(HBP)这类旗舰项目到底好不好。”(注:AI之冬即AI Winter,又称人工智能低谷,指的是人工智能发展历史中,资金及研究兴趣都大幅减少的时期。)
而HBP的结束,并不意味着欧洲神经科学研究的落幕。
欧盟委员会与成员国们正在规划下一阶段的欧洲大脑健康研究,重点便是利用个性化的大脑模型,推进药物研发、改善脑部疾病治疗。
但研究人员也表示,未来项目需要避免HBP“踩过的坑”,“我们不想再造一个HBP项目,我们需要支持小规模的、聚焦科学的、雄心勃勃的综合性项目。”
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