生科医学|最高精度“线虫大脑”来了：蠕动前行 高精度还原大脑
最高精度“线虫大脑” ， 它来了 。
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这颗“大脑”所模拟的是一只秀丽隐杆线虫的全生物神经系统 。
（注：秀丽隐杆线虫是“最简单的生命智能体” ， 拥有302个神经元）
这一次 ， 国内的学者不仅把秀丽线虫全部的神经元网络还原了出来 ， 更是细到了它们的亚细胞级连接关系 。
据了解 ， 它的精细程度已经达到了当前已知的最高水平：
此前 ， 一项研究对单个生物神经元的计算复杂度进行了研究 ， 文章指出 ， 一个深度神经网络需要 5 到 8 层互联神经元才能表征单个生物神经元的复杂度 。
而通过这样的精细构建的“大脑” ， 已可以让这只“智能线虫”完成动态蠕动前行 。
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这 ， 便是来自北京智源人工智能研究院的最新研究成果 ， 背后的“利器”则是天演项目 。
【生科医学|最高精度“线虫大脑”来了：蠕动前行 高精度还原大脑】而且这只“智能线虫”——天宝（MetaWorm）1.0的诞生 ， 不仅仅是生命模拟精度上的一次突破 ， 根据研究团队的介绍：
这是迈出人造智能生命关键一步 。
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最高精度大脑 ， 是怎么炼成的？
这次大脑选择的秀丽隐杆线虫 ， 可以说是“拥有神经系统的最简单生物之一”——
它既具有完整的神经系统 ， 感知逃逸觅食交配都能完成 ， 整体结构又非常简单 ， 成虫只有大约1000多个体细胞 。
就是这只长约1mm的透明小生物 ， 已经是科学研究界的“常客” ， 近20年来有三次诺贝尔奖都与它有关 。
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对于神经科学家们来说 ， 秀丽隐杆线虫的神经系统已经被完整破解 ， 实时图谱还登上了当年的Nature封面 ， 非常适合用来研究并模拟“脑回路” 。
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△雌雄同体 ， 共有302个神经细胞
更重要的是 ， 线虫体内存在的乙酰胆碱、多巴胺等神经递质 ， 在哺乳动物体内也同样存在 。
研究它的神经系统 ， 对于研究人类神经系统的调控机制也有重要作用 。
但研究结构是一回事 ， 用计算机建模又是另一回事了 。
要知道 ， 模拟一个生物的神经元可不是简单地像卷积那样 ， 做个线性变换就完事 ， 它所模拟的（如细胞间）物质交换、神经元间动作电位的产生和传导等行为非常复杂 。
例如 ， 仅仅是突触之间递质的传递 ， 就涉及数量、速度、浓度、反流、方向等多个参数 ， 用数学模型来计算模拟还会更加复杂 。
即便模拟出了完整的神经系统 ， 如何用计算机模拟出接近真实环境的“赛博空间” ， 并在其中训练“智能线虫”模型 ， 又是另一大研究难点 。
此前 ， 虽然已经有不少团队在进行线虫仿真方面的研究 ， 但无论是精度、还是仿真环境都与现实有一定差距 ， 就像我们常见的仿生机器鱼远达不到鱼的精度一样 。
这次 ， 天演团队成功建模出了最高精度的智能“赛博线虫” ， 实现了让它在3D流体仿真环境下动态蠕动前行、并具备简单趋利避害的能力 。
那么 ， 这只“智能线虫”究竟长啥样？
首先 ， 团队利用大量公式和模型 ， 建模出线虫的“电子神经元” 。
用到的模型主要有三种：多种离子通道模型、Hodgkin-Huxley模型和多舱室（多房室）模型（Multi-compartment Model） 。
其中 ， 多种离子通道模型顾名思义 ， 用于模拟细胞膜上的各种离子通道 ， 天宝 1.0模型使用了14种离子通道；
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