人腦計劃
人腦計劃（英語：Human Brain Project，HBP）是一項為期十年的大型科學研究計劃，在百億億級超級電腦的基礎上，目標在於建立一個基於資通訊技術的協作性科學研究基礎建設，使整個歐洲的研究人員能夠增進在神經科學、計算機技術及大腦相關醫學等領域的知識。
| 人腦計劃 | |
|---|---|
| 項目類型 | 科學研究 |
| 位置 | 歐洲 |
| 所有人 | 歐盟 |
| 國家 | 瑞士 |
| 關鍵人物 | Andreas Mortensen, 總幹事 Katrin Amunts, 科學研究總監 |
| 建立日期 | 2013年 |
| 網站 | www |
該計劃於2013年10月1日啟動，是歐盟委員會的未來和新興技術旗艦計劃的一部分，由洛桑聯邦理工學院統籌，主要是由歐盟資助。[1] 該計劃協調辦事處設在瑞士的日內瓦 。[2]
戰略目標和組織
編輯
HBP方法是基於在不同時空尺度上對大腦進行研究（空間尺度即從分子到隱含在高級認知過程背後的大型網絡，時間尺度即從數毫秒到數年）。為了實現這一目標，HBP依靠來自不同學科（包括神經科學，哲學和計算機科學）的科學家合作，充分利用實驗數據、理論建模和實驗模擬的循環，將經驗結果作為理論發展的基礎，接着促進建模和模擬，從而得出預測，再回頭驗證經驗結果。[3]
HBP的首要目標是為腦部研究、認知神經科學和腦啟發運算建立基於資通訊（ICT-based）的研究基礎設施，世界各地的研究人員均可使用。
該計劃分為十二項子計劃。 其中有六項負責開發資通訊平台（子計劃5-10），由原型硬件、軟件、資料庫和程式介面組成。全球的研究人員可透過HBP 協作平台使用這些工具。 四項子計劃搜集經驗神經科學的數據，並建立理論基礎（子計劃1-4）。一項子計劃負責倫理和社會問題（子計劃12）。子計劃11則負責協調這些計劃。
- SP1老鼠大腦組織：了解老鼠的大腦結構及其電化學功能
- SP2人腦組織：了解人腦的結構及其電化學功能
- SP3系統和認知神經科學：了解大腦如何執行其系統級別和認知功能的活動
- SP4理論神經科學：推導高級數學模型以從研究數據中得出結論
- SP5 神經資訊平台：收集、組織和提供大腦數據
- SP6 大腦模擬平台：重建由資料驅動的大腦組織，探索這些重建組織的模擬能力。
- SP7 高性能分析和計算平台：提供資通訊功能，以前所未有的細節繪製大腦，構建複雜模型，運行大型模擬並分析大量數據
- SP8 醫學資訊平台：開發基礎設施，共享醫院和醫學研究數據，以了解疾病分佈及其各自的疾病特徵
- SP9 神經形態計算平台：開發和應用大腦啟發的計算技術
- SP10 神經機械人學平台：開發虛擬機械人和真實機械人，以及開發大腦模擬的測試環境
- SP11管理與協調：計劃的總體協調
- SP12道德與社會：探索HBP工作在倫理和社會方面的影響
HBP由洛桑聯邦理工學院協調，參與的研究人員來自歐洲19個國家或地區的117個合作機構。 [4] 著名的合作機構包括海德堡大學、於利希研究中心和洛桑大學醫院。
科學指導是由HBP子計劃的代表人員提供，這些子計劃組成了科學和基礎設施委員會（SIB）。 來自德國於利希研究中心的Katrin Amunts是SIB的主席。來自慕尼黑工業大學的Alois Knoll是SIB副主席，負責軟件開發。 由EFL的Andreas Mortensen領導的理事會則引導了HBP的日常運作。
阻礙
編輯該計劃的主要障礙之一是「先前的大腦研究中所收集的資訊，本質上沒有系統性」。神經學的研究數據因生物組織架構、物種研究及發育階段而異，因此統整這些數據來仿製作為單一系統模型的大腦相當不易。[5]
其他障礙則涉及功耗、記憶和儲存的工程問題。[6] 例如，詳細的神經表徵在計算上的開銷非常高， [7] [8]而全腦模擬處於我們計算能力的前沿。 [9]
批評
編輯2014年7月7日，154名歐洲研究人員向歐盟委員會發出一封公開信（截至2014年9月3日，有750人署名）[10]，抱怨HBP過於狹窄的方法，並威脅抵制該計劃[11]。這場內部爭議核心是認知科學家們的經費問題，這些認知科學家是研究思維和行為等高級大腦功能的專家。但HBP表示「毫無疑問，認知和行為對HBP至關重要」並解釋說，認知神經科學研究在計劃中被重新定位，以使核心計劃能夠專注於平台建設。此外，公開信也呼籲歐盟委員會「將目前分配給HBP核心計劃和合作計劃的資金重新分配給廣泛的神經科學導向的資金，以實現HBP的最初目標，即瞭解大腦功能及其對社會的影響」。HBP在回應中表示「雖然神經科學研究產生了大量有價值的數據，但除了論文甚至數據庫之外，目前還沒有共享、組織、分析或整合這些資訊的技術。HBP將補足關鍵的缺失層，以朝大腦多層次之重建及模擬邁進」。它補充道「認知神經科學和行為神經科學將成為HBP計劃在神經科學方面最重要的組成部分。然而，要做到這一點，平台首先必須先到位」[12]。
倫敦大學學院計算神經科學主任彼得·達揚 （ Peter Dayan）認為，大規模模擬大腦的目標根本不成熟， [13]傑弗里·辛頓表示：「該計劃的真正問題在於，他們不知道如何讓這樣的大系統去學習」。 [14] 羅伯特·愛普斯坦 （ Robert Epstein）對計劃的方法也提出了類似的憂慮。 [15]
HBP表示，其成員在大規模模擬方面存在不確定性，但「重建和模擬人腦」是一種願景，是一個目標；收益將來自實現目標所需的技術。 這項由HBP開發的技術將使所有神經科學以及相關領域受益。 [16]
2015年，該計劃經歷了審查程序，解散了由Markram領導、由三人組成的執行委員會[17] ，改由22人組成的理事會取代。 [18]
2019年的一篇文章指出「 2013年，歐盟委員會撥款給其創新提案「人腦計劃」（HBP）驚人的10億歐元（當時價值約14.2億美元）......我所接觸的人很難說出HBP在過去十年中做過什麼重大貢獻。」 [19]
參見
編輯參考文獻
編輯- ^ moriscl. FET Flagships. Horizon 2020 - European Commission. 2013-12-19 [2020-03-18]. （原始內容存檔於2021-01-11） （英語）.
- ^ Human Brain Project relocates to Geneva. SwissInfo. 2013-10-29 [2013-10-29]. （原始內容存檔於2013-11-13）.
- ^ Amunts, Katrin; Ebell, Christoph; Muller, Jeff; Telefont, Martin; Knoll, Alois; Lippert, Thomas. The Human Brain Project: Creating a European Research Infrastructure to Decode the Human Brain (PDF). Neuron. 2016, 92 (3): 574–581 [2020-07-27]. PMID 27809997. doi:10.1016/j.neuron.2016.10.046. （原始內容存檔 (PDF)於2018-07-19）.
- ^ Human Brain Project, Framework Partnership Agreement https://www.humanbrainproject.eu/documents/10180/538356/FPA++Annex+1+Part+B/41c4da2e-0e69-4295-8e98-3484677d661f （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- ^ "A Report to the European Commission" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） The Human Brain Project.
- ^ 存档副本. [2020-07-27]. （原始內容存檔於2016-03-28）.
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. PMID 25928094. doi:10.1186/s12868-015-0162-6.
- ^ Wan, Lei; Liu, Junxiu; Harkin, Jim; McDaid, Liam; Luo, Yuling. Layered tile architecture for efficient hardware spiking neural networks. Microprocessors and Microsystems. 2017, 53: 21–32. doi:10.1016/j.micpro.2017.07.005 （英語）.
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- ^ The Human Brain Project Hasn't Lived up to its Promise. 2019-07-22 [2020-07-27]. （原始內容存檔於2020-11-08）.
