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赛博果蝇活了:全脑模拟从科幻走进现实

封面

2026 年 3 月 7 日,旧金山初创公司 Eon Systems 在 X 上发布了一段视频:一只果蝇在虚拟世界中行走、觅食、感知到身上的灰尘后停下来梳理触角,然后继续走向食物开始进食。

这不是动画。没有一行代码告诉它"现在该梳理触角了"。

这只虚拟果蝇的每一个动作,都来自 12.5 万个真实神经元5000 万个突触连接 的计算结果——一个完整果蝇大脑的数字副本,在物理引擎中"思考"并自主做出决策。

马斯克看完后只回了一个字:Wow。


它是怎么工作的?

Eon 的技术栈可以拆成四层闭环:

虚拟世界的感官刺激 → 激活对应感觉神经元

连接组约束的大脑模型(LIF 神经元)运算

下行神经元输出运动指令

物理引擎驱动虚拟躯体 → 改变感官状态 → 回到第一步

大脑:连接组 + LIF 模型

大脑模型来自 FlyWire 项目发布的成年果蝇全脑连接组(Dorkenwald et al., 2024),包含约 14 万个神经元和 5000 万个突触连接。Eon 使用了 Shiu et al. (2024) 的 漏积分-发放模型(Leaky Integrate-and-Fire, LIF),这是一种简化的神经元模型。

最令人震惊的是,仅靠 4 样东西 就达到了 91% 的行为准确率:

  1. 神经元之间的连接图谱
  2. 由突触数量决定的连接权重
  3. 兴奋性/抑制性神经元的分类图
  4. LIF 动力学模型

这意味着 连接结构本身就编码了大量的智能行为,而不需要精确模拟每个神经元的生物物理细节。

身体:NeuroMechFly + MuJoCo

虚拟躯体使用 NeuroMechFly v2(Wang-Chen et al., 2024),这是一个基于真实果蝇 X 射线微断层扫描构建的 3D 生物力学模型,拥有 87 个独立关节。整个系统运行在 MuJoCo 物理引擎 上,模拟真实的力、接触和关节运动。

感官回路

虚拟世界中的感官信号通过已知的神经通路映射到大脑模型:

感官映射方式
味觉虚拟食物接触腿/口器 → 激活味觉受体神经元 → 触发觅食和进食行为
触觉"虚拟灰尘"激活触角机械感受器 → 触发梳理行为
视觉Lappalainen et al. (2024) 的连接组约束视觉模型 → 运动检测和威胁逃避

它能做什么?

Eon 演示了四种自主行为:

  • 觅食:感知食物气味/味道,导航走向食物源
  • 进食:接触到甜味物质后,激活口器运动程序
  • 梳理:触角沾上灰尘后,用前腿清洁触角
  • 逃跑:检测到逼近的视觉威胁时,激活逃避神经元(尚未在演示中展示)

关键点在于:这些行为不是预编程的状态机,而是 大脑模型在感官输入下自发涌现的


为什么这件事意义重大?

从 302 到 125,000

2011 年,OpenWorm 项目模拟了线虫的 302 个神经元。15 年后,Eon 模拟了果蝇的 12.5 万个。这不只是数量上的提升——果蝇的大脑有完整的视觉系统、嗅觉系统、运动控制回路,是一个 真正意义上的「脑」

里程碑年份神经元数量生物体
OpenWorm2011302线虫
Eon Systems2026125,000果蝇
下一步目标?~7100 万小鼠
终极目标?~860 亿人类

结构即智能

91% 的行为准确率只用了连接图谱和最简单的神经元模型,这在科学上有深刻含义:大脑的"接线图"本身就包含了大量的计算能力。 这与深度学习的范式形成了有趣的对比——大模型靠海量数据训练权重,而全脑模拟靠的是进化用 5 亿年"训练"出的结构。

一条不同于大模型的 AI 路线

当整个行业都在堆算力、堆参数时,全脑模拟提供了一条完全不同的路径:

  • 大模型路线:从数据中学习统计模式 → 涌现出类似智能的行为
  • 全脑模拟路线:复制进化产生的神经结构 → 直接继承生物智能

两条路线不互斥,但全脑模拟的终极愿景更具野心——如果能模拟人脑,那就不只是创造一个"像人"的 AI,而是 创造一个数字化的人


离"上传人脑"还有多远?

Eon Systems 的使命写得很直白:让人类在超级智能时代繁荣发展(Upload the Human Mind)。 创始人 Michael Andregg 认为:

我们正在进入人工超级智能的时代。最大的问题不是 ASI 会不会到来,而是它以什么形式出现,以及谁能参与其中。

果蝇大脑到人类大脑,还有 68 万倍 的神经元数量差距。但 Eon 的路线图是逐步推进:果蝇 → 小鼠 → 灵长类 → 人类。而且他们计划扫描完整的脑和身体(果蝇连接组只有脑,没有身体的运动神经连接),解决目前的关键限制。

当然,巨大的挑战依然存在:

  • 计算复杂度:人脑 860 亿神经元 × 数万亿突触,目前算力远远不够
  • 神经元模型精度:LIF 太简化,真实神经元有树突非线性、离子通道多样性等
  • 内部状态:饥饿、情绪、学习记忆、荷尔蒙变化——这些都还没有建模
  • 哲学问题:即使完美复制了所有连接,那个数字副本是"你"吗?

我的思考

今天在 36 氪看到这条消息的时候,第一反应是震撼,第二反应是细思极恐。

震撼在于:一个只有 4 个组件的简化模型,就能让虚拟果蝇表现出 91% 的真实行为。 这说明生物智能的密码可能比我们想象的更多地编码在"结构"里,而不是"算法"里。

细思极恐在于:如果这条路真的走通了,它对人类社会的冲击将远超大模型。大模型创造的是工具,而全脑模拟创造的是数字生命——一个在伦理、法律、哲学层面都完全没有准备好的新物种。

不管怎样,2026 年的这只赛博果蝇,可能就是我们回望历史时的"莱特兄弟时刻"。


本文部分内容由 AI 辅助生成,经人工审校和补充后发布。

参考资料