一个有争议的欧洲神经科学项目旨在用超级计算机模拟人脑，该项目发布了其首个重大成果：沙粒大小的大鼠大脑回路的数字模拟。这项工作模拟了大约 31,000 个虚拟脑细胞，这些细胞由大约 3700 万个突触连接。
蓝色大脑项目于 2005 年启动，由瑞士洛桑联邦理工学院 (EPFL) 的神经生物学家亨利·马克拉姆 (Henry Markram) 领导，其目标是基于关于神经元 3D 形状、其电特性以及不同细胞类型通常产生的离子通道和其他蛋白质的实验数据，构建大脑的生物学细节计算机模拟（参见“盒子中的大脑”）。
马克拉姆说，这样的模拟将为大脑的工作方式提供深刻的见解。但其他神经科学家认为，与更简单、更抽象的神经回路模拟相比，它不会揭示更多关于大脑工作原理的信息，同时还会消耗大量的计算能力和资源。
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该倡议与人脑项目有关，这是一项耗资 10 亿欧元（11 亿美元）、为期十年的倡议，马克拉姆帮助说服欧盟委员会为其提供资金，该倡议也旨在推进超级计算机脑模拟。它于 2013 年启动，马克拉姆担任联合负责人，尽管今年三月，在对其管理方式的批评之后，其领导层被更换，其科学计划也进行了更改。
启动器模拟
一篇描述大鼠大脑模型的论文于 10 月 8 日发表在《细胞》杂志上，它展示了马克拉姆的愿景。该模型是 12 个不同国家的 80 多名研究人员共同努力的成果，代表了大鼠初级体感皮层中电路的一个微小区域，该区域接收来自胡须和身体其他部位的感觉信息。
该计算机模型可在线免费探索，但并未模拟皮质的每个方面：例如，它不包括神经胶质细胞（大脑的非神经元细胞）或血管，并且省略了神经回路更复杂的方面，例如可塑性（突触连接如何响应经验而变化）。
尽管如此，马克拉姆表示，该模型再现了皮质回路的涌现特性，因此以某些方式操纵它，例如通过模拟胡须偏转，会产生与真实实验相同的结果。他还表示，该模型可以以实验难以进行的方式进行操纵，从而深入了解单个细胞如何为神经元网络的功能做出贡献。
但批评人士怀疑该模拟是否提供了新的见解。“他们试图延伸他们的模型，以说明一些关于实际生物学功能的有趣之处，但它在这方面远远不足。模型的复杂性远远超过了所捕获内容的简单性，”加拿大滑铁卢大学的理论神经科学家克里斯·埃利亚斯米斯 (Chris Eliasmith) 说。埃利亚斯米斯领导一个小组，该小组在 2012 年报告了一个名为 Spaun 的大型大脑模拟，其中包含 250 万个虚拟神经元，但与蓝色大脑项目相比，它使用了更简单的脑细胞数学表示。他认为，最新的论文不会改变那些已经反对马克拉姆愿景的科学家的想法。
但马克拉姆毫不气馁。他指出，该模型只是一个初步的、不完善的草案，随着更多生物学实验的细节添加到其工作中，它将得到改进。他说，模拟人脑提出了巨大的计算挑战：大鼠皮质模拟每 25 微秒运行 10 亿次计算，而人类模拟将需要比这多十亿倍。“这对超级计算机来说是一个巨大的挑战，但我们正在与 IBM 密切合作以改进这项技术，”他说。
本文经许可转载，最初于2015 年 10 月 8 日首次发表。