科學(xué)家們將使用強(qiáng)大快速的超級計(jì)算機(jī)來研究以前沒有可能去研究的領(lǐng)域，即我們是如何思考的？精神紊亂是如何產(chǎn)生的？

在6月1日，代號為blue brain的超級計(jì)算機(jī)將要誕生了，這是大腦研究歷史上非同尋常的時(shí)刻，瑞士洛桑市EPFL腦與認(rèn)知科學(xué)奠基人神經(jīng)科學(xué)家Henry Markram說，這個(gè)事件可能展示出有關(guān)人類大腦活動(dòng)狀態(tài)科學(xué)發(fā)現(xiàn)新的時(shí)代。

這臺(tái)代號為Blue Brain的超級電腦是IBM最近安裝的新型BlueGene/L系統(tǒng)，一個(gè)在超級計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)方面從根本上革新的系統(tǒng)。EPFL的機(jī)器有一個(gè)最高的速度大約22.8 teraflops（1 Teraflop表示每秒鐘可完成1萬億次浮點(diǎn)計(jì)算）——意思是它能從理論上完成每秒鐘22.8萬億的運(yùn)算能力，如此強(qiáng)的速度應(yīng)該使Blue Brain成為世界上頂級的15臺(tái)超級計(jì)算機(jī)之一（世界冠軍是BlueGene系統(tǒng)在Lawrence Livermore國家實(shí)驗(yàn)室——當(dāng)今年完成后，它的速度將達(dá)到367 teraflops）。與IBM 研究人員通力協(xié)作的Markram 的EPFL團(tuán)隊(duì)將使用Blue Brain來產(chǎn)生一個(gè)詳細(xì)的新大腦皮層電腦模型，它是最大和最復(fù)雜的人類大腦部分?！斑@會(huì)花掉2到3年的時(shí)間，”他說。

BlueGene/P將有較快的處理器，同時(shí)最終可能接近petaflops的速度——即每秒計(jì)算千的五次方?！拔覀冇幸粋€(gè)非常長期的計(jì)劃，” Markram解釋。“為了世界范圍的研究，我們正在產(chǎn)生一個(gè)獨(dú)特的工具?！?在約克鎮(zhèn)IBM的研究分支機(jī)構(gòu)，領(lǐng)導(dǎo)Blue Brain 項(xiàng)目的IBM的研究員Charles Peck補(bǔ)充說，“現(xiàn)在有一個(gè)巨大的機(jī)會(huì)來做過去幾乎沒有可能實(shí)現(xiàn)的科學(xué)。”

Blue Brain項(xiàng)目將研究搜索觀察人類是如何思考和記憶的。另外，通過對大腦過程的精確模擬，“我們將能夠研究出神經(jīng)紊亂以及它們是如何產(chǎn)生的”， Markram說?？茖W(xué)家們相信孤獨(dú)癥、精神分裂癥和抑郁癥以及其他的心理疾病是由于大腦內(nèi)缺陷的智商和故障線路引起的。

帕金森氏癥是另一個(gè)目標(biāo)，Markram補(bǔ)充說：“在中腦里有一組縱深的細(xì)胞能產(chǎn)生治腦部神經(jīng)的藥物多巴胺，當(dāng)這些細(xì)胞開始死亡，多巴胺產(chǎn)生得較少時(shí)，就得了帕金森，”他解釋說?！拔覀兡軌蚰７滤?，”創(chuàng)造仿真品。

研究大腦是怎樣活動(dòng)的已經(jīng)成為科學(xué)家們最大的挑戰(zhàn)之一。研究人員仍然沒有全盤地領(lǐng)會(huì)我們是如何思考的。一個(gè)原因是：大多數(shù)的研究到目前為止仍然采用“濕”實(shí)驗(yàn)——刺激或解剖老鼠的大腦或其他動(dòng)物的大腦。Markram解釋說：“一些‘濕’實(shí)驗(yàn)難以置信地復(fù)雜。”歷時(shí)3年，花掉100萬美元。

由于Blue Brain的模擬，他預(yù)言，“我們將可能在白天、甚至每秒都做同樣的事情，這將是非常顯著的現(xiàn)象?！?/p>

經(jīng)常不斷的改變線路。Markram首先產(chǎn)生這個(gè)想法是基于五年前協(xié)作BlueGene，確切的時(shí)間是IBM公布超級電腦系統(tǒng)之后。“甚至在那之前，Henry已經(jīng)想放棄這個(gè)計(jì)算機(jī)模擬這條路了，” IBM的Peck說?！暗F(xiàn)在它恰恰是切實(shí)可行的?！?/p>

那是因?yàn)榇竽X是格外地復(fù)雜以至于需要非凡能量的計(jì)算機(jī)。大腦的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)的運(yùn)轉(zhuǎn)是非常復(fù)雜的。更進(jìn)一步復(fù)雜的情況是它不斷地變化內(nèi)在的線路。“當(dāng)你早晨醒來時(shí)，大腦與中午相比處于非常不同的狀態(tài)，” Markram指出。

50年前，他解釋說，“我們不清楚記憶是如何進(jìn)入我們的大腦的。但我們的實(shí)驗(yàn)室（神經(jīng)電子EPFL實(shí)驗(yàn)室）已經(jīng)成為新理論的主要傳播者之一，這個(gè)理論表明大腦是始終不斷地處于動(dòng)態(tài)狀態(tài)。它不斷地重組——自身始終不斷地進(jìn)行組織和改造?！?/p>

如果大腦線路處于一種常態(tài)，Markram堅(jiān)持認(rèn)為長期的記憶是不能保持的。為了解釋記憶怎樣被保存，他和他的同事偽造虛構(gòu)了“液體計(jì)算”理論。確認(rèn)Blue Brain這個(gè)概念。 “那是可能的事情，”IBM研究機(jī)構(gòu)副總裁Tilak Agerwala說?！暗覀?nèi)匀煌耆荒芾斫獯竽X是如何運(yùn)作的，”可是，這個(gè)概念已經(jīng)有一個(gè)奇特的名字：生態(tài)電腦。

目前，Markram看見BlueGene體系結(jié)構(gòu)是大腦模型最好的工具。它有大約8000個(gè)處理器，通過繪制一個(gè)或兩個(gè)模擬的大腦神經(jīng)細(xì)胞到每一個(gè)處理器，計(jì)算機(jī)將變成一個(gè)10000個(gè)神經(jīng)細(xì)胞硅元素的復(fù)制品?！敖又覀儗⒂梦覀円呀?jīng)設(shè)計(jì)出來的大腦功能的規(guī)則（在軟件里）來互相連接他們，” Markram說。

“神經(jīng)腦皮層是智慧和適應(yīng)性的開始，” Markram補(bǔ)充?！八鼧?biāo)志著從爬行動(dòng)物跳躍到哺乳動(dòng)物?！?/p>

自從神經(jīng)腦皮層40年前首次發(fā)現(xiàn)，研究人員已經(jīng)辛苦地對其進(jìn)行研究，看它如何使人類具有創(chuàng)造性?！斑@是我的熱情所在，也是我10年的使命，” Markram說?！艾F(xiàn)在，我們知道信息是怎樣從一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞轉(zhuǎn)移到其他神經(jīng)細(xì)胞的。我們知道它們?nèi)绾芜\(yùn)轉(zhuǎn)。我們已經(jīng)把這些指定出來了。”