一個有爭議的歐洲神經科學專案旨在用超級計算機模擬人腦，該專案釋出了其首個重大成果：沙粒大小的大鼠大腦回路的數字模擬。這項工作模擬了大約 31,000 個虛擬腦細胞，這些細胞由大約 3700 萬個突觸連線。
藍色大腦專案於 2005 年啟動，由瑞士洛桑聯邦理工學院 (EPFL) 的神經生物學家亨利·馬克拉姆 (Henry Markram) 領導，其目標是基於關於神經元 3D 形狀、其電特性以及不同細胞型別通常產生的離子通道和其他蛋白質的實驗資料，構建大腦的生物學細節計算機模擬（參見“盒子中的大腦”）。
馬克拉姆說，這樣的模擬將為大腦的工作方式提供深刻的見解。但其他神經科學家認為，與更簡單、更抽象的神經迴路模擬相比，它不會揭示更多關於大腦工作原理的資訊，同時還會消耗大量的計算能力和資源。
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該倡議與人腦專案有關，這是一項耗資 10 億歐元（11 億美元）、為期十年的倡議，馬克拉姆幫助說服歐盟委員會為其提供資金，該倡議也旨在推進超級計算機腦模擬。它於 2013 年啟動，馬克拉姆擔任聯合負責人，儘管今年三月，在對其管理方式的批評之後，其領導層被更換，其科學計劃也進行了更改。
啟動器模擬
一篇描述大鼠大腦模型的論文於 10 月 8 日發表在《細胞》雜誌上，它展示了馬克拉姆的願景。該模型是 12 個不同國家的 80 多名研究人員共同努力的成果，代表了大鼠初級體感皮層中電路的一個微小區域，該區域接收來自鬍鬚和身體其他部位的感覺資訊。
該計算機模型可線上免費探索，但並未模擬皮質的每個方面：例如，它不包括神經膠質細胞（大腦的非神經元細胞）或血管，並且省略了神經迴路更復雜的方面，例如可塑性（突觸連線如何響應經驗而變化）。
儘管如此，馬克拉姆表示，該模型再現了皮質迴路的湧現特性，因此以某些方式操縱它，例如透過模擬鬍鬚偏轉，會產生與真實實驗相同的結果。他還表示，該模型可以以實驗難以進行的方式進行操縱，從而深入瞭解單個細胞如何為神經元網路的功能做出貢獻。
但批評人士懷疑該模擬是否提供了新的見解。“他們試圖延伸他們的模型，以說明一些關於實際生物學功能的有趣之處，但它在這方面遠遠不足。模型的複雜性遠遠超過了所捕獲內容的簡單性，”加拿大滑鐵盧大學的理論神經科學家克里斯·埃利亞斯米斯 (Chris Eliasmith) 說。埃利亞斯米斯領導一個小組，該小組在 2012 年報告了一個名為 Spaun 的大型大腦模擬，其中包含 250 萬個虛擬神經元，但與藍色大腦專案相比，它使用了更簡單的腦細胞數學表示。他認為，最新的論文不會改變那些已經反對馬克拉姆願景的科學家的想法。
但馬克拉姆毫不氣餒。他指出，該模型只是一個初步的、不完善的草案，隨著更多生物學實驗的細節新增到其工作中，它將得到改進。他說，模擬人腦提出了巨大的計算挑戰：大鼠皮質模擬每 25 微秒執行 10 億次計算，而人類模擬將需要比這多十億倍。“這對超級計算機來說是一個巨大的挑戰，但我們正在與 IBM 密切合作以改進這項技術，”他說。
本文經許可轉載，最初於2015 年 10 月 8 日首次發表。