脑内神经回路与电子回路的比较

日本曾提出过“第5 代计算机”“类脑计算机”等计划，但是最终都没有达到预期的目标。现在瑞士又有“蓝脑计划”，欧洲和美国也纷纷投入大量资源展开大型脑内神经网络研究。问题是，用现有技术能否真正达到计算机“仿真脑”这一目的？这涉及信息科学的发展方向。要解决这一问题，关键需要比较神经回路与电子线路之间是否存在本质上的差异。这个问题涉及对脑的看法，我们从下列角度分析讨论。

从非线性角度来看，工程中电子线路一般是具有确定性的，一定线路只能完成一定的功能。在电子线路中不希望有不稳定的器件存在。可是脑是不稳定的、不确定的系统［15］。这是两者最主要的区别。这一区别牵涉到线性观与非线性观的问题，这是两种对立的观点。

从工作环境来看，电子线路有外界电源供电，另外在整个回路中受外界电磁波影响，这种影响一般以噪声的形式出现。而脑内的神经回路，是由生化能量来保证其工作的。每一神经元周围都被胶质细胞或类似细胞所包围，由它们提供能量（营养）等。从能量的供应角度来看，每一神经元在放电时速度较快，能耗增大，在释放高频簇状脉冲序列时要消耗大量能量。而化学能量的供应一般是很慢的，所以细胞一般是使用原来储存在胞体中的能量，太多的信号发射会使细胞因供不上能量而感到“疲劳”。但电子线路不会疲劳。

从传播形式来看，电路中是以电的形式传播波形信号的，速度比较快，神经回路中是以离子波的形式传播信号的，速度相对较慢。(www.xing528.com)

从信号作用路径来看，电子线路是“干的”，而神经网络是“浸在液体中的”。电子线路中除了电源外，真正作用于电路的信号就是电信号。血液中加入吗啡肽，神经系统会非常活跃，人会感觉很舒畅。吗啡肽的分泌也可以通过神经信号来促使。神经回路不仅能分泌吗啡肽，还能分泌其他各种物质，如多巴胺、肾上腺素、加压素等等，而这种种物质又会影响神经回路的工作。这种对回路的影响是电子线路所不存在的。或者说，电路中信息传播只有靠电的信号，而神经回路还有一条信息传播通道，也就是通过生化物质流通传递信息。这条路径传递的速度可能慢些，但是在应急反应中也可显示出很快的速度。另一条路径的存在，也许与高级神经信息的出现有关。

目前来看，电路要完全模拟神经系统是有困难的，但是部分模拟神经信息系统是有可能的。只有充分了解它们之间的差别，才能知道电路能实现哪些功能，哪些是做不到的，这样才能帮助我们真正地认识神经信息系统。