科學(xué)家造出“芯片上的大腦” 超越人腦大革命

　　人類大腦常常被喻為計算機(jī)，但是人腦不用任何軟件是怎樣運行的?歐洲研究人員說，一個全新的神經(jīng)計算領(lǐng)域?qū)槟忾_答案。他們已經(jīng)設(shè)計出了一個“芯片上的大腦”原型，這是未來神經(jīng)計算機(jī)的雛形。

　　“芯片上的大腦”原型

　　造個大腦給你用

　　德國海德堡大學(xué)的物理學(xué)家卡爾海因茨·邁爾正在協(xié)調(diào)由歐盟支持的FACETS項目，該項目匯集了來自7個國家15個研究院所的科學(xué)家來從事該項研究。得益于神經(jīng)科學(xué)研究的成果，他們正在構(gòu)建一臺像大腦一樣工作的神經(jīng)計算機(jī)，但規(guī)模要小得多。邁爾說：“我們都知道大腦具有神奇的運算本領(lǐng)。我們即將開發(fā)的系統(tǒng)將借鑒大腦的生物學(xué)知識，也許將成為新一輪信息技術(shù)革命的一部分。”

　　人類大腦和日常使用的計算機(jī)在3個方面具有明顯的不同：消耗功率非常小;即使在部件失效時也能運行良好;不用任何軟件就能工作。

　　那么它又是如何進(jìn)行運算的呢?還沒有人知道。不過，F(xiàn)ACETS的一個研究小組正在對大腦細(xì)胞———神經(jīng)元進(jìn)行詳盡的研究，以期找出它們到底是如何工作的，它們之間是如何相連的，這些網(wǎng)絡(luò)又是如何“學(xué)會”做新事情的。

　　測繪腦細(xì)胞

　　邁爾說：“我們現(xiàn)在的處境極像是分子生物學(xué)家在幾年前面臨的境況，那時人們開始繪制人類基因組，并獲取有用的數(shù)據(jù)。我們的同事現(xiàn)在也正在記錄神經(jīng)組織的數(shù)據(jù)，來描繪神經(jīng)元和突觸以及它們的連接。這項工作近乎工業(yè)規(guī)模，要記錄許許多多神經(jīng)細(xì)胞的數(shù)據(jù)，然后將其放入數(shù)據(jù)庫中。”

　　同時，另一個FACETS小組則正在開發(fā)簡化的數(shù)學(xué)模型，以精確地描述正被揭示的這些復(fù)雜行為。雖然這些神經(jīng)元可進(jìn)行詳細(xì)建模，但是它們實在是過于復(fù)雜，因而無法用軟件或硬件來加以實施。

　　研究人員的目標(biāo)是要利用這些模型制造出一臺可模擬大腦的“神經(jīng)計算機(jī)”。第一步就是在單個芯片上建立一個由300個神經(jīng)元和50萬個突觸組成的網(wǎng)絡(luò)。研究小組使用模擬電子來代表神經(jīng)元，利用數(shù)字電子來代表它們之間的通信。這是一個獨特的組合。

　　因為神經(jīng)元是非常小的，所以這個系統(tǒng)要比生物等效法快10萬倍，比軟件模擬快1000萬倍。邁爾說：“我們可在1秒鐘內(nèi)完成1天的模擬量。”

　　目前，研究人員可在互聯(lián)網(wǎng)上使用該網(wǎng)絡(luò)開展工作，而無需親身前往海德堡。