扫描复制大脑，实现数字化“长生不老”？_医疗健康

2016

11/10

09:32

科技日报

作者：刘岁晗

医疗健康

逝者如斯，不舍昼夜。每想到生命终将逝去，不禁“蓝瘦香菇”。有没有可能，充分扫描特定个体的大脑，构造一件精神复制品，当斯人逝去，开启这个复制品让它生活在一个虚拟的数字极乐世界中呢？

这里有阳光沙滩、肥皂剧和好玩的电脑游戏，来让虚拟人开心。人们可以像从前那样给“他”打电话，“他”也可以通过在线视频聊天加入家庭聚会。虚拟人会认为自己和过去那个生物人是同一个人，他们拥有相同的回忆和个性，能将智慧传给子孙后代。

“扫描复制大脑并构建数字化来世，这是可行的。着名的人工智能领域未来学家雷·库兹韦尔就把类似的科技进步称为‘奇点’。”台湾中央大学认知神经科学研究所博士萨提亚对科技日报记者表示，一些研究已经比较深入，比如日本大阪大学的石黑浩教授研究组，近年来就致力于让机器人能够尽可能多地获得人类的情感，并最终使机器人成为某个生物人的复制品。

复制大脑第一步：模拟1000亿个神经元

古时候，人们以为大脑跟其他生物体都不一样，因为它不是由一个个细胞组成，而是充满了由细小的线串构成的网状组织。直到一百年前，西班牙神经科学家雷蒙·卡加尔才发现，大脑中确实有独立的细胞，与其他生物体其实毫无二致。卡加尔将这些细胞称之为神经元，并发现神经元和神经元之间，通过微小的缝隙即突触互相联系。

人类大脑有大约1000亿个神经元，它们之间通过整合简单的元素实现复杂的运算。信号在神经元间传递会越过突触，突触要么激发神经元，要么抑制它。神经元统计它每个瞬间收到的数以千计的“是”或“否”的投票，从而计算出最终的决策。如果“是”的投票占优，它将触发自己的信号，将其传递给其他神经元；如果“否”占优，它则保持静默。这种最基础的计算，看起来不起眼，但当足够多的神经元以复杂的方式相互联系的时候，却能组织起强大的智能。

关键在于得到突触工作的正确方式。人工神经网络通过经验调整它们的突触。给网络一个计算任务，让它一遍遍地重复。每当它有好的表现时，就给它一个奖励信号，反之则给它一个错误信号，突触因而持续地更新自己。根据几条简单的学习规则，突触将会逐步变强。日积月累，网络成形，就能正确完成给定的任务。这便是深度学习法，它能训练机器使之拥有超乎想象的类人的能力。

据估计，人类大脑堪比整个互联网所有内容的复杂程度，1000亿个神经元纷繁复杂地互相连接。不过，模拟千亿个神经元，如今看起来只是时间问题。很多创业公司和组织机构都在全力实现这一目标，例如德国瑞士科学家联合攻关的“人脑计划”。未来，量子计算会带来计算能力的数量级式的飞跃，更能显着加速这一过程。相信不久之后，计算机科学家就能突破制造千亿神经元的极值。

攻克生物复杂性难关，重建个体心智

虽然未来我们的计算能力将强大到足以模拟大脑神经元，但是，遵循简便工程学方法打造的人工神经网络中，所有神经元都是完全一样的。然而，在实际大脑中，每个神经元都是不同的。

比如，有的神经元含有粗的绳状物来更快传递信息，这些神经元通常位于大脑中时间占据关键要素的部分。其他神经元则生长出细的绳状物以更慢的速度传递信号。有的神经元甚至不发射信号，它们依靠脑电活动中一种更微妙的亚阈值变化来工作。所有这些神经元都遵循不同的时序动态性。

突触的种类也各不相同，而且会使用不同的神经传递素（在突触传递中担当“信使”的特定化学物质）。神经传递素被神经元接收后，会产生截然不同的作用，还能以不同的速率被二次吸收。这些微妙之处非常重要，极小的变化就会产生复杂的结果。此外，有的神经元实际上是直接连接的，之间没有突触缝隙存在。这些连接比一般连接更快，在同步多个神经元活动上似乎起到重要作用。

所以，光有计算能力上的量变是不够的，我们备份的是特定个体的大脑，需要复制它的独特和复杂。稍有不慎，你的调整就可能导致癫痫、妄想、错觉、抑郁、紧张或完全失去意识。如果只单纯扫描哪个神经元跟哪个神经元相连接，很难说你重建的将是一个科幻小说中弗兰肯斯坦式的怪物，抑或堕落残缺的大脑。

“复制一个人的大脑，你毋需以单原子的精确度扫描所有地方，但是你的设备起码得捕捉到神经元、突触、神经传递素的种类，以及神经传递素被合成和二次吸收的速率，”美国普林斯顿大学心理学和神经科学副教授迈克尔·格拉齐亚诺在《大西洋月刊》上撰文说：“这一切可能吗？不可能，不过这听起来像是几个世纪后的科技可以实现的。”

不过，还有一个关键问题，假设我们已经掌握了制造大脑复制品的技术，这个复制品真的会有意识吗？抑或它依然是只知道鼓捣数字却“没心没肺”的机器？

或许，我们生活的世界就是虚拟的？

目前，神经科学家提出了6种主流的意识科学理论，它们都倾向于认为，复制出的大脑，会和你一样具有意识。

比如格拉齐亚诺自己实验室提出的“意识架构”理论认为，意识依赖于能计算特定自我叙述模型的大脑，也就是说意识取决于计算和信息，包括人造大脑在内的任何硬件设备也能拥有意识。还有，“全局工作空间”理论指出，当信息在大脑全域中结合并分享时，意识就被激发，且整个过程是完全可编程的。也就是说，模拟之物也终将拥有回忆、个性、感情和自己的智能。

格拉齐亚诺的构想其实隶属于一个很有影响力的未来学说——模拟论的范畴。模拟论认为，我们其实本身就是数字人类，生活在一个庞大的计算机虚拟世界中，这个虚拟世界是由生活在遥远未来的拥有超凡智慧的后代所创建的。牛津大学未来学家尼克·博斯特罗姆在2003年的一篇着名论文中断言，如下三种可能性中必有一种正确：一是所有文明在科技成熟前都灭亡了；二是所有科技成熟的文明都对制造模拟程序没兴趣；三是人类文明正生活在一个电脑程序中。很多人相信，第三种是最有可能发生的。

模拟论基于两个前提，首先，正如我们一直在讨论的，意识可以被模拟到计算机上，用逻辑门替代大脑突触和神经传递素，意识能在硅材料中呈现活跃的状态；还有，先进的文明有机会获得强大无比的计算能力，博斯特罗姆就推测，几千年之后，进行太空旅行的后代会利用纳米机器将卫星和行星改装成巨大的“行星计算机”。

在模拟论框架中，人们通过把自己的思维上传到计算机中而欺骗死神，一个公司不用苦苦寻找一个程序员团队，只需聘用一个高智商模拟人即可，然后她可以将自己复制一百万次……这一切像科幻一样怪诞，而事实上，人类文明正生活在后代的电脑程序之中是我们回答很多比之更荒诞的问题（比如我们为什么始终没找到外星生命）的很好解释，正如科幻作家刘慈欣所言——

倘若茫茫宇宙之中只有我们人类独一无二，这将比真的找到外星人更为科幻

来源：科技日报作者：刘岁晗

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