2013年，欧盟投入10亿美元启动人类脑计划（HBP），为期10年，旨在揭示大脑奥秘。8年过去，项目初期曾一度举步维艰的HBP如今取得了一系列重大发现、创新以及技术进步，其中许多已经或有望应用于临床。
值得重点关注的一项成果：项目团队创建的EBRAINS平台。这是一套开放的研究基础设施，提供数字工具和服务，帮助研究者应对大脑研究和相关技术开发过程的各类挑战。科学家借助EBRAINS可收集、分析、共享和整合大脑数据，并进行大脑功能的建模和模拟。
HBP的很多创举都是依托EBRAINS平台才得以实现的。下面我们简介HBP迄今为止取得的5项重大成就。
01
人类大脑图谱
这是一个独特的多层次人脑图谱，其构建基础包括大脑组织的最小尺度结构、功能和连通性等方面。图谱提供了大量能用于可视化并处理大脑数据的工具。
上图所示为利用大脑图谱进行可视化的过程
研究人员可以使用特殊工具从“脑地图”中自动提取数据，进而运行模拟，对特定患者的大脑进行建模。这有助于医生制定最佳临床治疗方案。
02
海马体中的突触
研究人员使用电子显微镜发布了人类海马体中大约2.5万个突触的详细三维地图。海马体区域参与大脑记忆、学习和空间导航，也是阿尔茨海默病病程中最早受损的区域之一。
HBP是首个就海马体区突触结构提供详细画面的项目。这张3D突触地图可以让我们更深入地理解了痴呆症，也推动了大脑计算模型的开发。
03
仿人机器手
人手是最难模仿的身体部位之一，因为它实在太复杂了。对机器人来说，即便是模仿小孩子握住并举起一杯水的过程也充满挑战。
参与HBP的英国Shadow Robot公司长期致力于研发在力输出和活动灵敏度方面都足以媲美人手的仿人机器手。
近期，他们推出全球第一款基于触摸的遥控机器手。新发明拥有129个传感器和24个关节，其活动能力与人手高度相似；相较过去的版本，展现了更出色的运力水准，以及对目标物的更精细化的操纵。
新款机器手将在义肢、制造、太空探索以及高危环境（例如，存在核废料或其他生物危险物质的环境）作业等方面发挥重要作用。
04
受神经运作启发的计算机
人类大脑由近千亿个相互连接的脑细胞组成，这也是我们对它进行解析和建模时面临的一大挑战。创新计算通过模拟神经元之间的信号交换在某种程度上减轻了研究者的压力，但其帮助着实有限，要知道即便是在当今最快的超级计算机上运行最优的软件，也不过模拟出1%运算能力。
2018年问世的仿人脑超级计算机SpiNNaker（全名Spiking Neural Network Architecture——“尖峰神经网络结构”）拥有百万个处理器、1200块互连电路板，搭载3万枚芯片，每一枚都具备1亿个晶体管，可实时模拟1.6万个神经元和800万个突触。与目前用于神经信号研究的最出色的人脑模拟超级计算机软件相比，SpiNNaker不落下风甚至更胜一筹。
而这也只是开始。独辟蹊径的SpiNNaker并不通过标准网络从A点向B点发送大容量信息以实现通信，而是以更接近人脑的工作方式运转——可同时向数千个不同的目的地发送数十亿条小容量信息。SpiNNaker的通信结构颠覆了传统计算机。
此外，它也有望克服传统超级计算机的速度和功耗问题——如果我们想破解人类大脑的谜团，这是非常必需的。另一方面，SpiNNakker将帮助科学家对大脑神经处理——包括学习过程或诸如阿尔茨海默病之类的神经系统疾病——的机制有更透彻的理解。
05
虚拟癫痫患者
EBRAINS的另一个重要应用是虚拟癫痫患者 （VEP）系统。这是一个基于个体患者的个性化大脑网络模型的计算机程序，可将引起癫痫发作的大脑连接区信息，与通过核磁共振成像检测得到的脑部病变信息整合起来，进而给出临床建议。
目前，医生在临床上主要采用脑电图，后者可提供大脑活动记录，帮助确定癫痫发作的时间和地点。然而，医生仅凭这些信息还不足以确定癫痫发作类型，也很难做出最佳治疗决定。
癫痫患者的数据可用于计算机程序
VEP模型能提供对特定患者的手术治疗影响的个性化预测。外科医生可以据此评估多种不同治疗策略的影响，并确定最佳治疗方案。目前该系统已接近商业发布。
