蓝色脑计划(以及 NEURON 软件)是如何工作的?

这个问题与 873448 相关。

来自 维基百科:

蓝色脑计划试图通过逆向工程哺乳动物的大脑直至分子层面来创建一个合成大脑。 […] 通过使用运行 Michael Hines 的 NEURON 软件的 Blue Gene 超级计算机,该模拟不仅仅包含一个人工神经网络,还涉及神经元的生物学现实模型。

“如果我们正确地构建它,它应该会说话,拥有智能,并且表现得非常像人类。”

我的问题是该软件内部是如何工作的。如果它“涉及神经元的生物学现实模型”,那它与神经网络有何不同?为什么神经网络不能很好地模拟生物大脑,而这个项目却能够做到?而且,NEURON 软件是如何在模拟中使用的?

最后,如果这个问题不适合在这里提问,我表示歉意(也许 BioStar StackExchange 是一个更好的提问场所)。


回答:

NEURON 软件通过对神经元细胞内外通过不同离子通道的离子流动进行建模来模拟神经元细胞。 这些流动会在神经元膜的内部和外部之间产生电势差,而这种电势的调节使不同的神经元之间能够相互通信。 存在几种神经元的生物物理模型,例如 积分-发放模型Hodgkin-Huxley 模型

人工神经网络与生物神经网络几乎没有任何关系,除了共享同一个名称。 它们是以加权方式相互连接的数学结构,允许获取一个或多个输入并产生一个或多个输出。

EDIT:我必须补充一点,尽管蓝色脑计划是朝着建模整个大脑迈出的令人难以置信且非常值得称赞的一步,但我们离这个目标还差得很远很远。 所有这些都是模型,因此它们近似于生物细胞的行为,但它们绝不是完整的。 此外,在“选择”这些模型分析哪些神经元方面存在很高的偏差。 大多数模型代表大脑的某些区域(例如皮层或海马体),我们对这些区域 1) 相当了解,并且 2) 由一起工作的神经元细胞的非常有序的结构组成。 大脑的其他部分可能不容易被建模(请注意,我以开玩笑的方式使用“容易”,我绝不是说建模皮层很容易!),但我认为这些细节有点超出SO的范围。您也可以在 Psychology SE 上提问。

最后,为了更正引用的陈述,该项目确实模拟了老鼠体感皮层的一列,这只是整个老鼠大脑中非常小的一部分。

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