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既然神经元的结构非常简单,那么为什么不制造几百亿个模拟神经元来模拟人脑?
神经元,突触,大脑既然神经元的结构非常简单,那么为什么不制造几百亿个模拟神经元来模拟人脑?
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
回答于 2019-09-11 08:43:50
长久以来,人们一直对长期培养中使成熟的人脑神经元维持生长有着极大的兴趣。但是脑研究的问题之一就是脑及脊髓的神经元不能分裂,也不能在培养基中长期存活。神经元达到成熟后不能参与进一步的细胞分裂,严重的限制了人体恢复中枢神经系统损伤的能力。目前,人脑神经元,在实验室可持续数小时,但最终结果仍旧是死亡。
回答于 2019-09-11 08:43:50
你说得简单,神经元进化到今天经历了亿万年,动物世界动物们的神经元也简单,但比人类的神经元就差之千万。看看动物们的“反应力”,人们看到就起气:“怎么那么笨…”。所以,人类要制造神经元,纯属是痴人说梦话!
回答于 2019-09-11 08:43:50
许多事情看上去简单,做起来难,想起来容易,操作起来复杂,所以说看上去这好像觉得,神经元and大脑,想想他们之间联系,如果要解决这个问题,多做一点就可以把它解决的话,或者是或许我们想的太简单,这个涉及到科高科技领域里面,并非咱们想的那么容易。
做任何事情,现实性,多思考,或许对自己的选择与行动是有利而无害的,否则就要接受冲动的惩罚。
回答于 2019-09-11 08:43:50
这是个比较深奥和专业的高技术问题。
神经元(neuron,neure),神经系统的基本结构和机能单位。主要部分包括树突、胞体、轴突、细胞膜。
树突形状似分叉众多的树枝,上面散布许多枝状突起,因此有可能接受来自许多其他细胞的输入。胞体内有细胞核,而且绝大多数维持细胞生命的细胞器都在其中。
轴突为细胞的输出端,从胞体延伸出来,一般很长。许多轴突由髓鞘包裹,其作用是与其他细胞的信息流绝缘。沿鞘壁有许多豁口, 称郎飞氏结。轴突到突触接端为止。
人脑由大脑、小脑、间脑、脑干组成。其中:大脑是中枢神经系统的最高级部分,也是脑的主要部分。分为左右两个大脑半球,二者由神经纤维构成的胼胝体相连。
大脑半球表面有许多弯弯曲曲的沟裂,称为脑沟,其间凸出的部分称为脑回。这些脑沟、脑回就像一块皱拢起来的绸布,一旦展平,它的面积像半张普通报纸大小,约2250平方厘米。
两者是有区别的,而且基础结构还有很多不相同的地方。所以要制造模拟也不是那么容易的事。
回答于 2019-09-11 08:43:50
作者:知乎用户
链接:https://www.zhihu.com/question/347229130/answer/832306700
来源:知乎
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神经元的结构并不简单,现有的数学模型比如Hodgkin-Huxley Model都是比较理想化的,Hodgkin-Huxley model是一个四维的常微分方程,模拟起来并不难。但是呢,你要是再考虑到轴突和树突是有长度的,还要再加上个空间项,这就变成了一个偏微分方程;考虑到树突会分叉,这个偏微分方程还是定义在某个树结构上的,更加复杂。如果再去考虑离子通道什么的,那就更没完了。
这还只是一个神经元,要是考虑到神经元之间的连接的话,那还有突触的建模。突触还有电突触和化学突触的区别,化学突触还有各种递质,还要考虑到空间分布。。。然后大脑神经元之间连接的拓扑结构也是个大问题,解剖上看起来如此复杂的连接,到底有多少是随机的?多少是基因决定了的?多少是后天学习之后生成的?我们并不完全清楚。
现在计算机的水平和建模的水平,基本上能把少数几个神经元的电学行为比较精确的模拟出来。比如低等生物的运动,有很多人在做CPG(central pattern generator)的建模和计算。如果数量再大的话,在模型的生物真实性上就一定要做出牺牲了。比如可以把Hodgkin-Huxley model变成更简单的积分-触发模型甚至是Wilson-Cowan这样的平均场模型;比如可以假设突触对电导率的变化是瞬间完成的。然后人脑和低等生物还很不一样,高等动物大脑神经网络的拓扑结构极为复杂。因为解剖数据不足,基本上大家都只能假设神经网络是一个保留了某些解剖学性质的随机图,不可能在模型里面保留太多细节。
现在对大脑皮层上的一些比较小的功能区域,比如几个柱状结构,已经有了一些建模之后的数学结果。但是更大范围内的计算机模拟,难度是超出外行人想象的。
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