构建神经网络模型

　　

    我们的大脑胜于其它任何事物，但当神经生物学家和心理生物学家试图逆向设计大脑某些功能以创制出一台机器或一个系统来模拟大脑超常的能力时，他们却总是遭遇失败（至少他们设计的东西连大脑的一半都顶不上）。

    现在，由Harold Hawkins博士（ONR集团认知与神经科学分公司的项目负责人）资助的研究人员认为他们取得了一些进展。通过 熔合神经生物学和工程技术，研究人员能够建立生物学上可行的、极为精确的个体大脑神经元以及它们的集合体模型，来模拟哺乳动物大脑功能。他们想了解 负责将视觉线索整合为目标识别（target recognition）的大脑细胞（即原视皮层）的结构和生理特性。换句话说，即大脑是如何运算的。

   “现在，我们正在建立一个小片视皮层的细胞水平模型。”宾夕法尼亚大学神经工程研究实验室主任Leif Finkel博士说。“这是一个非常复杂的模拟计算机，至少可以一定的准确性反应神经元真正的基本运作。”Finkel的同事Kwabena Boahen正在研制可以重 现皮层布线和部分细胞特性的VLSI计算机芯片。“他的这个芯片可以准确模拟视网膜并产生与真实视网膜几乎完全匹配的输出峰。我们希望有一天这些模型能够用于视网膜植入手术。

    “我们已经建议他们将计算机计算方法引入神经科学。”Hawkins说。“他们正在寻找某个目标认知系统，用以模拟大脑 在高度混乱的视觉图象中通过整合原视皮层中神经元之间错综复杂的联系中得到的信息从而找出某个图案或规律的能力。这正是国防部现在感兴趣的定西，出于显而易见的原因......我们能否建立一个可以立即在人群中识别出个人面孔的系统？或者我们能否将视觉场景解析成多个部分？我们的目标是利用工程学分析方法洞悉神经系统执行功能的原理，然后利用这些原理设计神经形态学系统。另外，我们还可以利用同样的原理在喧闹嘈杂中寻找跟踪目标的活动信息。

    Finkel的研究小组与生理学家紧密合作，事实上在计算机模型和大脑实体之间有许多关联。“对于该领域而言，这真是令人兴奋的时刻，这是真正意义上的进步－－Harold有着令人难以置信的远见卓识，认识到我们工作的意义并促使之可能应用于国防部认为有用的地方。”

    通过利用大脑记录系统制作视皮层模型，通过将神经网络固定到计算机芯片，通过建立数学模型，这些研究人员在某种意义上”逆向设计”了大脑－－开发出的硬件和软件系统还将有着类似解决计算难题的能力。

生物通摘译自BIO.COM 2001-12-17