果蝇全脑三维图谱出炉，如何驱动虚拟身体行动？

屏幕上，一只“赛博果蝇”正略显笨拙地觅食、梳毛。正是这只来自硅谷初创公司Eon Systems的果蝇引发了科技圈热议，连埃隆·马斯克都在社交媒体上对此表示惊叹。

它究竟有何神奇之处？根据Eon Systems公司发布的视频介绍，这只“赛博果蝇”没有接受过任何AI训练，视频动画也没有预设脚本，驱动它的是一个被1:1复刻进计算机的真实果蝇大脑。其实，虚拟大脑的尝试早已有之。然而，能让虚拟大脑驱动模拟躯体，完成“从感知到行动”的闭环，这或许是第一次，这也正是这只“赛博果蝇”的特别之处。

这是否意味着科幻小说中的“人脑复制”和“意识上传”已离我们不远了？“数字永生”也已初露端倪？专家认为，由于此次披露的技术细节不足，还很难判断其重要性，但真要让仿真大脑驱动实体机器人，却还有很多难以想象的困难需要克服。

果蝇“数字大脑”接上“电子躯体”

在中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究员徐春看来，“赛博果蝇”的核心技术亮点在于它没有依赖人工智能算法的拟合，而是构建了高度忠实于生物本身的神经连接网络，并实现了神经激活到行为的闭环。

此次Eon Systems发布的成果并非一蹴而就。早在2018年，学界就公开了用冷冻电镜获取的一只成年雌性果蝇的大脑数据库。但是，如何将复杂的结构数据转化为功能性模拟，一直困扰着科学家。

2024年，现任Eon Systems首席科学家的菲利普·萧（Philip Shiu）在《自然》杂志发表了一项基础研究成果。研究团队构建了一个包含12.5万个神经元、5000万个突触连接的“数字果蝇大脑”。但当时它只是一个没有躯壳的“幽灵”——虽然可以产生运动指令，指令却无处可去。

如今，研究团队给它接上了一个电子躯体。果蝇数字大脑发出的信号能在数字神经环路中穿梭，无需外部代码发号施令，而虚拟感官收到指令就能驱动虚拟肌肉收缩，产生响应的行动，从而形成从感知到行动的闭环——数字大脑就这样完成了自主决策。

同济大学电子与信息工程学院教授齐鹏却认为，该项工作只扫描了果蝇大脑，并未扫描其身体。这意味着从大脑到肌肉的实际运动神经元通路无法被追踪，团队只能根据已知的神经活动模式，将其映射到虚拟身体上。因此，大脑到身体之间实际存在一段人工搭建的桥接，所谓“闭合回路”还需打一个折扣。

复制人脑真的已经“指日可待”？

“赛博果蝇”的成功，是否意味着实现小鼠、猴子甚至人类大脑的“全脑仿真”，已是指日可待？

“单就神经元数量而言，就是一个巨大的鸿沟。”徐春坦言，从果蝇到小鼠、猴子，乃至人类，大脑的复杂程度呈指数级增长——果蝇大脑约有12.5万个神经元，小鼠大脑神经元数量是果蝇的560倍，达到约7000万个，而人脑则包含约860亿个神经元和数万亿个突触。

“此次果蝇研究采用了高精度电子显微镜重构的方式，耗时数年才完成。”据徐春估算，若要以同等精度重构小鼠乃至人脑，其工作量和资金投入将是天文数字，“至少在近十年内，还很难完成”。

齐鹏也指出，在虚拟环境中让一只果蝇“活”过来已属不易，更不用说将大脑“数字副本”应用于实体机器人：无论是高精度的完整扫描、具备足够算力的模拟器，还是能承载庞大数据流的硬件，都还是当前难以逾越的障碍。

“但这项研究让我们看到，尽管脑科学理论还不够完善，但还是可以通过将生物脑复制进计算机，对部分大脑功能进行模拟。”徐春说，长期以来，由于高投入和长周期，大脑连接图谱研究经常受到“是否值得”的质疑。实际上，脑图谱恰恰是很多开展功能实验研究的基础。如今，Eon Systems将大脑结构与虚拟身体结合，为脑图谱研究找到了一条直观展示“从结构到功能”的可行路径。

开辟通往高级智能的全新范式

传统AI依赖编写算法、投喂数据、训练模型，而“赛博果蝇”则开辟了一条不同于传统人工智能的路径。齐鹏认为，从连接组学出发构建大脑计算模型，代表着一条通往高级智能的全新范式。

2011年，国际科学项目OpenWorm仅模拟了线虫的302个神经元，而现在已可完整仿真果蝇的12.5万个神经元，齐鹏认为，前期技术积累与人工智能的加速，正不断拓宽科学研究的边界，“以前我们只能在现实中做实验，现在还可以在逼真的虚拟世界里进行模拟”。

“科学界一直在倡导减少实验动物使用，这类数字模型可以用来做虚拟实验。”徐春透露，他的团队目前正在进行一项研究，对比退行性疾病动物模型与正常模型的脑连接差异，由此了解特定细胞类型对疾病的敏感性，精准评估神经环路异常发生的位置，对脑疾病研究和药物靶点发现极具价值。

未来，如果把这类模型拓展到具身智能领域，人形机器人、仿生机器狗或许真的能独立分析问题、应对突发情况，具备类似生物智能的信息处理能力。