藍(lán)色大腦計(jì)劃

1、藍(lán)色大腦計(jì)劃人腦中含有大約 1000 億個(gè)神經(jīng)元，這些神經(jīng)元能夠 迅速對明媚的陽光、喇叭的鳴響、炸雞的氣味以及所有其他 感覺器官獲得的刺激進(jìn)行理解并做出反應(yīng)。而如今，有人使 用 IBM 的超級計(jì)算機(jī)來模擬人腦的這種機(jī)制， 這項(xiàng)研究計(jì)劃 稱之為 Blue Brain。模仿生物腦的計(jì)算機(jī) 為了更好地理解人腦的應(yīng)激反應(yīng)，瑞士洛桑的研究人員 最近啟動(dòng)了一項(xiàng)雄心勃勃的一一Blue Brain。該計(jì)劃使用了IBM的eServer Blue Gene計(jì)算機(jī)（它每秒鐘能夠進(jìn)行 22.8萬 億次浮點(diǎn)運(yùn)算 ）。 Blue Brain 目前正試圖模擬老鼠的大腦新皮 質(zhì)單元（NeoCortical Columns，簡

2、稱NCC中10000個(gè)高度復(fù) 雜的神經(jīng)元行為。NCC延伸到整個(gè)大腦灰質(zhì)中，執(zhí)行高級的 計(jì)算任務(wù)，它們的直徑為 0.5mm ，像蜂巢中的小格子一樣排 列在大腦中。Blue Brain 項(xiàng)目首席研究員 Henry Markram 表示， BlueBrain項(xiàng)目的第一個(gè)目標(biāo)是在兩三年內(nèi)通過軟件復(fù)制NCC,或者說設(shè)計(jì)出NCC的模板，然后根據(jù)大腦不同區(qū)域或者不同動(dòng)物的大腦對這個(gè)模板進(jìn)行修改，這樣就可以模擬各種各樣的 NCC。潛在的應(yīng)用價(jià)值對NCC的模擬將有助于理解記憶是如何存儲(chǔ)和提取的， 揭示大腦中很多激動(dòng)人心的秘密，例如記憶的形式、記憶的 容量以及遺忘的原理。這項(xiàng)試驗(yàn)還將幫助科學(xué)家搞清楚神經(jīng) 組織的脆

3、弱之處，進(jìn)而理解大腦功能紊亂的原理，以此來治 療孤獨(dú)癥、精神分裂癥和抑郁癥等。此外，這項(xiàng)計(jì)劃如果成 功，很多腦科學(xué)試驗(yàn)可以通過計(jì)算機(jī)完成。一項(xiàng)腦科學(xué)試驗(yàn) 如果使用傳統(tǒng)方式進(jìn)行可能需要一整天，但如果使用計(jì)算機(jī) 模擬的大腦也許只需要幾秒鐘就能完成。IBM 還將這種計(jì)算技術(shù)用于生命科學(xué)研究，他們甚至認(rèn) 為生物科學(xué)在已經(jīng)在一定程度上演化成了信息科學(xué)，BlueBrain 技術(shù)的發(fā)展將會(huì)揭示生物體中的很多有趣現(xiàn)象，必須要有這樣足夠復(fù)雜的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)才能模擬生物系統(tǒng)。IBM 還認(rèn)為 Blue Brain 項(xiàng)目對其他工業(yè)和科學(xué)研究領(lǐng)域的帶動(dòng)作用將會(huì)非常巨大。例如，模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)行為的ASIC設(shè)計(jì)方案將來可能會(huì)應(yīng)用

4、于智能設(shè)備的信息處理。另外，從 更一般的意義上說， Blue Bain 將推動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的發(fā)展， 而與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理對應(yīng)的是離線數(shù)據(jù)處理。而IBM研究院Blue Brain項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人 Charles Peck認(rèn)為， 模擬大腦的真正價(jià)值在于研究人員可以獲得每個(gè)神經(jīng)元的 數(shù)據(jù)?！半m然科學(xué)家對大腦的很多細(xì)節(jié)已經(jīng)非常了解，但是 他們?nèi)匀徊恢来竽X各個(gè)組成部分之間的結(jié)合方式，也不知 道大腦如何思考、如何學(xué)習(xí)以及如何形成概念， ”他說。其 意在這項(xiàng)研究可以真正拉近電腦與人腦之間的距離。研究團(tuán)隊(duì)將對幾十個(gè)大腦神經(jīng)元進(jìn)行測試，這些神經(jīng)元 取自老鼠的大腦并被固定在芯片上。研究工作的內(nèi)容包括檢 測每個(gè)神經(jīng)元的物

5、理結(jié)構(gòu)和電子特征，以及神經(jīng)元之間相互 作用的方式。目前的這臺(tái)Blue Gene超級計(jì)算機(jī)是2005年7月份安裝的， 8月份運(yùn)行了首次模擬運(yùn)行，模擬了 25000個(gè) 簡單神經(jīng)元，運(yùn)行時(shí)間只花了60s?！斑@種模擬以前是無法完成的，在普通的計(jì)算機(jī)集群中，哪怕模擬 1000 個(gè)神經(jīng)元也 要花好幾個(gè)星期的時(shí)間，Blue Gene在運(yùn)算規(guī)模和速度上都有 巨大的進(jìn)步， ” Markram 說。目前的藍(lán)色大腦原型Blue Gene 計(jì)算機(jī)的核心設(shè)備占據(jù)的空間其實(shí)很小， 體積大概只有 4 臺(tái)冰箱那么大，含有 8096 塊處理器，每塊處理 器可以模擬 110個(gè)神經(jīng)元。整套系統(tǒng)大約可以模擬 1 億個(gè) 簡單神經(jīng)元，相當(dāng)于老鼠大腦中所包含神經(jīng)元數(shù)量的一半。 IBM 表示，這臺(tái) Blue Brain 僅僅是原型產(chǎn)品，以后產(chǎn)品化的 Blue Brain 售價(jià)將達(dá)到上億美元。更新的 Blue Gene 將可以模 擬 10 億個(gè)簡單神經(jīng)元。隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的提高和內(nèi)存 容量的增加，模擬整個(gè)人腦的工作將可能在 10 年之內(nèi)完成。生物大腦和藍(lán)色大腦之相關(guān)參數(shù) 生物大腦( Gray Brain) 1000 億 =人腦中神經(jīng)元的數(shù)量 3 億 =章魚大腦中神經(jīng)元的數(shù)量 1300g=成年人類的大腦重量 90g=成年恒河猴的大腦重量藍(lán)色大腦( Blue Brain) 峰值運(yùn)算速度 22.8T FL