人類永生有了新進展?事兒太大,咱們捋捋…_風聞
酷玩实验室-酷玩实验室官方账号-04-27 08:55
高能預警:今天的話題,比較****炸裂。
既涉及可量化的科學,也涉及難以量化的靈魂。講的既是一隻蟲子的學習慾望有多強,也關乎全人類洶湧澎湃的探索精神。
儘管,這些內容對於見慣了宇宙生滅的絕大多數酷玩讀者來説,都是小兒科
。不過,為了方便普通人循序漸進地理解、吐槽這個乍聽起來像是吹牛的故事,咱們還是從事情的起因講起:
2023年3月10日,一個主要由劍橋大學和約翰霍普金斯大學的學者組成的團隊,在《科學》雜誌上發表了一篇論文《一個昆蟲大腦的連接組》,宣佈完成了對果蠅大腦神經元網絡的精細繪製。

這項關於蟲子的最新研究成果,普通人看來可能覺得不起眼。但是,酷玩讀者一定能感受到
,這實則讓我們對整個自然界中最神秘的演化產物——也就是動物大腦的瞭解,又進了一步。
講到這裏,生物大腦的最新成果出場了。下面出場的,是機器大腦——AI大模型的新成果。
最近,村裏通網的網友,想必或多或少已經瞭解了諸如ChatGPT、通義千問這樣的AI大模型,這也是最近創投圈最火的話題。
而如果把關於蟲腦的最新成果,與AI大模型關聯起來,再結合前不久上映的偉大的現實主義科幻電影《流浪地球2》,我們就會發現一個很炸裂的應用場景:那就是數字生命。

咱們這裏説的數字生命,並不是把某個人在網絡上所有的行為,看了什麼、説了什麼、點了什麼,給到ChatGPT、通義千問這樣的大模型去學習,訓練出一個行為和語言模式跟真人相似的數字人。比如,現在有很多人拿老胡的微博在那兒訓練ChatGPT,效果頗為不錯。
這種數字人,格局還是小了,不夠高級。
正因如此,很多人認為,這樣訓練出來的不是數字化的自己,它只是行為舉止跟自己很像而已。
至於不高級的原因,就出在我們現在稱之為AI大模型的那個東西,也就是那個數字神經網絡,它對人腦的模擬是非常抽象的,我們可以通過訓練讓它呈現出某種特定的效果,比如行為舉止跟我一樣,但我們****不知道它內部的過程,就像一個黑箱。
事實上,一直以來,我們對生物大腦的瞭解也是如此。我們只知道大腦有意識,情感和思維,無非是神經元細胞的電化學反應,但我們不知道它們具體是如何工作的,也像一個黑箱。

那麼,現在有一個好消息和一個壞消息:
好消息是,這個黑箱正在被破解。壞消息是,這個黑箱正在被破解。
關於這個“黑箱”的重要性,
相信部分酷玩讀者已經有所瞭解:
之前在解讀我們國家十四五規劃的時候,談到創新驅動發展裏面的科技前沿公關項目的表格,總共七大項,像新一代人工智能、量子信息、集成電路芯片、基因生物技術、深空深地深海極地探測,這些很容易就能看懂它們是啥以及為什麼重要。唯獨腦科學和類腦研究**,會讓一些讀者詫異,它何德何能可以跟別的大項並列!**

後續跟蹤此事,我們發現,在2014年,中國就已經開始籌備大腦研究計劃。2018年5月2日的香山科學會議上,與會科學家就明確提出啓動一個叫“全腦介觀神經聯接圖譜”(介觀是介於宏觀和微觀之間的意思)的國際合作計劃,目標是:
在2020年完成十萬級神經元的斑馬魚大腦介觀圖譜,2025年完成小鼠全腦介觀圖譜,2030年完成獼猴全腦介觀圖譜。
2021年9月,科技部正式發佈“科技創新2030——腦科學與類腦研究”重大項目申報指南。這吸引了全國的科研院所、醫院、大學等機構爭相提交課題申請。
而美國和歐盟的對應項目設立得更早,都是在2013年就啓動了,也是不約而同的包含了繪製全腦神經聯接圖譜的部分。
提及腦神經,可謂是熟悉又陌生。
我們中學的時候都學過神經元的結構,它是一個細胞,分細胞體,長長的軸突和短短的樹突,軸突末端的神經末梢可以產生突觸,跟下一個神經細胞的樹突或者細胞體相連。

所謂腦神經聯接圖譜就是要把大腦當中的每一個神經元,每一條軸突樹突,每一個突觸,以及它們的細胞活動,輸入輸出,都記錄下來,生成一個結構上跟生物大腦完全對應的數字大腦。
但眾所周知,人腦有大約860億個神經元細胞,每個神經元又可以發出多達8000個突觸與外部連接,如此形成了可以説是宇宙中最複雜的網絡結構,要把人腦一五一十地複製下來,數據量可能會有點略大。當然,是酷玩語境下的略大。

於是科學家們就決定先從小動物的大腦開始推進數字大腦計劃,先完成一個小目標。就比如在這篇《一個昆蟲大腦的連接組》當中,研究者們畫出了果蠅幼蟲大腦的精細結構圖,涵蓋了3013個神經元和544000個突觸。
這是人類首次以突觸級別也就是納米級的分辨率,繪製出具有數千個神經元的動物的完整大腦!
而在以前,我們只對三種簡單生物:線蟲、玻璃海鞘幼蟲、海洋環節輪蟲的大腦完成過掃描,且它們的神經元數量只有區區幾百個。

神經元數量從幾百到幾千的區別不僅僅是數量上的差距,更會帶來行為模式上的躍升。
果蠅幼蟲具有豐富的行為機能,包括學習、記憶、價值分析和選擇,你去碰它它會跑,它發現一個地方老爬不出去它會繞。
我們將剛出生6小時的果蠅幼蟲人道超度,並將其大腦切成4800多份薄片後,再利用電子顯微鏡對這些薄片進行了分辨率達3.8*3.8*5.0納米的成像拍攝,從而清晰地記錄下了感覺神經元和運動神經元的軸突和樹突,以及其他附屬結構。

然後再利用計算機工具重建出整個大腦的三維立體結構,搞定了果蠅幼蟲的完整大腦“地圖”。

但研究沒有就此結束,接下來是儘可能準確地分析出大腦的功能“迴路”,即從微觀層面看看大腦是如何運轉的。
為了這個目標,研究人員又搞了三年多的時間。
他們開發算法來分析神經元(網絡)的連接特點,分析本質是電化學信號的精神活動是如何在突觸間傳播的。

他們發現,跟學習相關的輸入、輸出神經元是最“忙碌”的。(蟲子都知道學習最重要,那麼你呢?)
他們發現,在果蠅幼蟲大腦中觀察到的多層嵌套的遞歸循環等結構,不僅可以在網絡深度不足的情況下發揮出高水平的功效,在完成任務導向的計算方面更是遊刃有餘。
這意味着什麼呢?
意味着依靠這種結構,就可以在一定程度上克服神經元數量的生理限制,提升大腦的計算能力!
更有趣的是,這類結構已經在最先進的人工神經網絡算法中出現。
生物大腦和AI算法之間就在這種不經意間達成了默契。

原來,你也長這樣。
在果蠅之後,對於更復雜也與人類更接近的脊椎動物的,大腦圖譜繪製工作也在進行中,比如説斑馬魚。

在今年三月份的一次講座當中,中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心的杜久林研究員曾透露,他們已經完成了“斑馬魚大概十萬個神經元,我們現在已經有了一萬多個配準到模板腦的介觀圖譜數據了,每個類型的神經元,不管是興奮性的還是抑制性的,還是各種調質神經元,包括多巴胺,去甲腎上腺素,五羥色胺神經元等,它們在各個腦區的輸入輸出以及投射形態一目瞭然”。
2021年,谷歌和哈佛合作發佈了一份迄今為止最全面的人腦地圖——百萬分之一的完整人腦。
這個1立方毫米的腦組織,被切成了5000多張30納米厚的薄片,在用電子顯微鏡掃描成像後,得到了2.25億張照片!

這些數據佔用了1.4PB的存儲空間,相當於四千多台256G手機的容量,這還只是百萬分之一。
也就是説我們其實已經掌握了繪製人腦圖譜的方法,只是數據處理方面有待加速。
而除此之外,一些腦研究的先行者們早已經在用一些間接的方法開疆拓土。
例如復旦大學,為了更好地研究類腦人工智能,在2015年成立了類腦人工智能科學與技術研究院。
他們基於腦部核磁共振的數據,利用崑山的超級計算機,對類腦人工智能科學與技術研究院院長——馮建峯的大腦進行了復刻,打造了馮教授的數字孿生大腦。
誕生於2018年的**“馮腦”已經擁有了200億個神經元**。
最新研究顯示,在6萬個GPU的加持之下,靜息狀態下的“馮腦”和馮建峯本人大腦神經元的鏈接活動有92%的相似度!
而當馮建峯看一張照片、大腦進入圖片信息處理狀態,“馮腦”也同步處理照片時,二者的活動相似度依然高達77%!
倘若在不久的將來,“馮腦”的神經元達到千億個,超越自己的“父輩”——擁有860億個神經元的人腦。
那時的它又會是什麼樣的呢……

我們對於人腦的破解正在進行中。
這世界上有一些技術只是對原有技術路線的增強,不能帶來十倍百倍的提升,比如芯片5nm工藝相對於7nm工藝。
而另一些技術是顛覆式的創新,就比如對人腦的破解,一旦完成了破解,可以説世界就會變得完全不一樣。
往小了説,現在我們所有的腦科疾病比如阿爾茲海默症,或者精神疾病,比如説抑鬱症,都必然會被找到更深的理解,以及根本上的治療方法。
那些人腦湧現出的複雜而抽象的屬性,比如説智商,自我意識,乃至精神,信仰,靈魂,我們將會明確知道它具體是個啥,甚至知道怎麼編輯它,這就已經有點炸裂了。
可以想見到時候機械宇宙觀將會大規模取代二元宇宙觀。
當然它也能幫助我們訓練更強大的AI。
而往大了説,真正的數字生命,將會在我們破解人腦的那一刻誕生**。**創造一個網絡結構上完全跟人腦一樣的電子腦,不僅將擁有人腦完整的功能,而且因為電子移動速度接近光速,運轉速度會遠超原版的人腦,那不僅是毫無疑問的數字生命,更是超級大腦。
甚至連永生都將不那麼遙遠,當看流浪地球裏面的數字生命的時候,很多人最大的疑問就是,實際上我的數字生命是一個獨立於我本身的存在,如果需要我像圖恆宇一樣,先在現實中死一死,再激活數字的我的話,那這個過程是不連貫的,我死了就是死了,我的數字生命顯然是另一個“人”。

但是如果我們有了與人類腦結構完全一樣的數字腦,再有可以連接人腦和這個數字腦的腦機結口的話,可能就會有這樣的場景。就比如我的數字腦外形跟手機一樣,我出門放口袋裏,它通過藍牙連着我自己的大腦,兩個腦協同運行,彌補我腦細胞的不足,擴充存儲和計算能力,於是我就成了ChatGPT,啥都知道,甚至我想玩點什麼自己腦補就行,完全不用藉助屏幕。
然後,我再慢慢的把更多的功能,轉移到數字腦裏面,到最後雖然我的大腦生理上是健康的,但它不承擔記憶、思考,這些功能全轉移到數字腦了。
那請問,我現在是死了還是活着?
我感覺我還活着,因為它這個意識轉移的過程是連貫的,我並沒有一個下線的時刻。
如此一來,我理論上就成為一個一組數據,或者説得浪漫一點,火種。我就可以拋棄弱小的肉體,成為硅基生命了,地球就變成賽博坦了。

我最近感覺人類文明正在以超乎想象的速度進化,祝各位讀者都能長命百歲,未來的日子不一定會符合我們的預期,但一定會很精彩。