前言：從各國目前腦計劃的制定看，互聯網這個因素并沒有得到足夠的重視。沒有互聯網作為參照物，宏大的腦計劃必將成為無源之水，無根之木，目前歐美腦計劃出現的問題已經反映出這種傾向。中國互聯網的快速發展也為中國腦計劃的開展奠定了良好的基礎和得天獨厚的優勢，互聯網+腦科學，互聯網神經學的研究，中國腦計劃完全可以對歐美實現彎道超車，找到中國突破的新科學領域。

一.歐美大腦計劃不斷推出

2013年美國總統奧巴馬向全球公布了“推進創新神經技術腦研究計劃”。奧巴馬的“腦計劃”被外界看作是可以和人類基因組測序相媲美的大科學項目，美國政府將為項目撥款1.1億美元。美國“腦計劃”瞄準“第一”的目標是繪製出第一幅囊括大腦所有活動的詳圖，其最終的臨床應用包括通過直接改變神經回路來診斷和治療疾病。“腦計劃”的進展不僅會帶動美國的醫療衛生、信息技術等產業，還會帶來人類認知的大進步。

2013年年初，歐盟委員會就宣布“人腦工程”為歐盟未來10年的“新興旗艦技術項目”。歐盟項目與美國“腦計劃”有很大不同，前者提出在巨型計算機上對人腦建模，而建模所需的數據可以來自“腦計劃”，兩者可以互為補充。

2014年開始，啟動中國腦計劃的呼聲也不斷升高。2015以來，關于中國腦計劃的學術籌備會議已經多次舉行。日前，多位科學家最近在接受記者采訪時介紹，中國腦計劃的最佳形式是“一體兩翼”，即以研究腦為主體，保護腦和模擬腦為兩翼。

對于尚未推出的中國腦計劃，不少科學家抱有較高期望。尤其是在歐盟的“人類大腦計劃”HBP經歷爭論重新啟動之后，科學家們認為，中國的大科學項目是國家整體投入，一旦選準了正確的方向，將有很大的可能獲得突破。

另一方面世界級互聯網企業也也推出自己的人工智能大腦計劃，2011年以來，GoogleX實驗室實施了“谷歌大腦”工程，通過1.6萬片CPU核構建了一個龐大的系統，用于模擬人類的大腦神經網絡，通過深度學習等神經網絡技術和觀看YouTube視頻等方式，不斷學習識別人臉、貓臉以及其他事物。

2014開始，包括百度，訊飛，愛奇藝，也推出各自的人工智能腦計劃，希望利用深度學習與大數據結合發展互聯網中的人工智能應用。

二.各國大腦計劃產生的大背景環境

每一次人類社會的重大技術變革都會導致新領域的科學革命，大航海時代使人類看到了生物的多樣性和孤立生態系統對生物的影響。無論是達爾文還是華萊士都是跟隨遠航的船隊才發現了生物的進化現象。 

大工業革命使人類無論在力量的使用還是觀察能力都獲得的極大的提高。為此后100年開始的物理學大突破，奠定了技術基礎。這些突破包括牛頓的萬有引力，愛因斯坦的相對論，和眾多科學家創建的量子力學大廈，這些突破都與”力“和”觀測“有關。 

互聯網革命對于人類的影響已經遠遠超過了大工業革命。與工業革命增強人類的力量和視野不同，互聯網極大的增強了人類的智慧，豐富了人類的知識。而智慧和知識恰恰與大腦的關系最為密切.

如果我們觀察近20年來互聯網出現的新應用和新功能，可以直觀的發現互聯網與大腦結構具有越來越多的相似性。這些現象包括：打印機，復印機的遠程操控，醫生通過遠程網絡進行手術;中國水利部門在土壤，河流，空氣中安放傳感器，及時將氣溫，濕度，風速等數據通過互聯網傳輸到信息處理中心，形成報告供防汛抗旱決策使用;Google推出了“街景“服務，在城市中安裝安裝多鏡頭攝像機，互聯網用戶可以實時觀看丹佛、拉斯維加斯、邁阿密、紐約和舊金山等城市的風貌等。 

這些新互聯網現象分別具備了運動神經系統，軀體感覺神經系統，視覺神經系統的萌芽，基于以上互聯網新現象，從2008年9月開始，我們在人類功效學，復雜系統與復雜網絡，中國科技論文在線等雜志發表論文表明互聯網與腦科學的關系，發表“互聯網進化規律的發現與分析”，“互聯網與神經學的交叉對比研究”等論文,并與2012年出版《互聯網進化論》一書，表明互聯網與腦科學之間的關系，并提出互聯網進化的觀點：

“互聯網將向著與人類大腦高度相似的方向進化，它將具備自己的視覺、聽覺、觸覺、運動神經系統，也會擁有自己的記憶神經系統、中樞神經系統、自主神經系統。另一方面，人腦至少在數萬年以前就已經進化出所有的互聯網功能，不斷發展的互聯網將幫助神經學科學家揭開大腦的秘密。科學實驗將證明大腦中也經擁有Google一樣的搜索引擎，Facebook一樣的SNS系統，IPv4一樣的地址編碼系統，思科一樣的路由系統。。。”

從2010年開始，美國科學家也開始從學術上關注互聯網與腦科學的關系，2010年8月美國南加州大學神經系統科學家拉里·斯旺森和理查德·湯普森在《國家科學院院刊》（PNAS）發表論文用互聯網路由機制解釋老鼠大腦的信號如何繞過破壞區域到達目標區域。

2012年11月16日，加州大學圣迭戈分校DmitriKrioukov在2012年11月的《ScientificReport》發表論文提出利用計算機模擬并結合多種其他計算，提出許多復雜網絡如互聯網、社交網、腦神經網絡等有高度的相似性。

三。目前歐美腦計劃存在的問題和中國腦計劃的機會

我們在前文中提到，從技術進化導致科學突破的角度看，互聯網帶來的科學突破即將發生在腦科學領域，也就是破解大腦奧秘的鑰匙就在互聯網身上而不是其他，但從各國目前腦計劃的制定看，互聯網這個因素并沒有得到足夠的重視。沒有互聯網作為參照物，宏大的腦計劃必將成為無源之水，無根之木，目前歐美腦計劃出現的問題已經反映出這種傾向。

“這是因為缺少一個腦科學的統一框架。”美國哥倫比亞大學神經學家拉斐爾·尤斯特說，科學家現在只能研究其中的個體或小部分，就像是“通過一個像素來理解電視節目一樣”。這些連接之間的每一層次都有各自的運作法則。但是，“這些運作法則，我們目前幾乎一無所知”。

谷歌，百度等互聯網企業提出的人工智能腦計劃還局限在通過深度學習等人工智能算法不斷提升其機器系統的智慧程度。而忽視了人的因素、人的智慧、人的主動性在互聯網未來架構中所起到的核心作用。更沒有應用到研究人腦功能結構總去。

從過去10年科學研究進展看，互聯網與神經學這兩個原本距離遙遠的領域，關系遠比想象的要深入和密切，我們認為中國腦計劃的核心應該以互聯網+腦科學為基礎，建立互聯網神經學學科為主干，從而找到撬動中國腦計劃向縱深發展并引領世界腦科學發展的關鍵因素。

我們可以這樣描述互聯網神經學（Internetneurology）：基于神經學的研究成果，將互聯網硬件結構，軟件系統，數據與信息，商業應用有機的整合起來，從而構建互聯網完整架構體系，并預測互聯網沿著神經學路徑可能產生的新功能和新架構；根據互聯網不斷產生和穩定下來的功能結構，提出研究設想，分析人類大腦產生意識，思想，智能，認知的生物學基礎；研究互聯網和人類大腦結構如何相互影響，相互塑造，相互結合，相互促進的雙巨系統交叉關系。

如果以腦科學和互聯網為橫坐標軸兩端，生理學和心理學作為縱坐標的上下兩段，互聯網神經學將由四部分組成：互聯網神經生理學，互聯網神經心理學，大腦互聯網生理學，大腦互聯網心理學，它們之間的交叉部分將形成第五個組成部分-互聯網認知科學，他們的關系如圖二所示。

四。中國腦計劃未來研究方向和可能產生的成果

第一個方向是從互聯網角度找到破解腦科學問題的鑰匙，就是不斷觀察互聯網穩定下來的功能和結構，作為研究腦科學的參考。2010年我們在復雜系統與復雜網絡期刊發表的論文《互聯網虛擬大腦的功能與結構》中提出了13個研究方向。

1.人腦中的搜索引擎問題

2010年3月24，我們才在中國科學院研究生院的互聯網公開課上完成人腦中是否搜索引擎的實驗測試。在這次課上，我們向來自各院所近50名碩士研究生介紹互聯網進化理論并完成測試。

實驗結果首先發布在2011年8月16日科學院網站上和2012年出版的《互聯網進化論》一書中。在這本書中，我們也對人腦中是否存在類似Twitter，維基百科，IPv4/IPv6等級制進行了深入探討。

我們知道百度和谷歌等類型的搜索引擎工作原理是，第一，每個搜索引擎用網頁抓取程序（spider）。連續抓取互聯網中的網頁內容第二，搜索引擎抓到網頁內容后，提取關鍵詞，建立索引文件。第三，用戶輸入關鍵詞進行檢索，搜索引擎找到匹配該關鍵詞的網頁。

根據這一搜索原理，我們設計實驗方案如下，第一，使用PPT向參與測試的人員展示5個詞匯，分別為新浪，搜狐，網易，鳳凰網，新華網，第二，展示時間為3分鐘，供測試人員查看和記憶，第三，向測試的人員提問，分別詢問8個詞匯是否在剛才的PPT中出現并在問卷中標志，這8個詞匯分別是;阿里巴巴，盛大，搜狐，新浪，開心網，鳳凰網，騰訊，網易。經測試，測試人員回答正確率為98%。

我們然后在科學網的博客網頁開始搜索引擎的實驗過程。第一，同樣在該網頁內放置新浪，搜狐，網易，鳳凰網，新華網，附加字符串“%redft098&876hfgt65%”表明該頁面在互聯網中是獨一無二的，第二，發布30分鐘后，百度和谷歌的網絡蜘蛛查看該頁面并收錄到其數據庫中第三，向百度和谷歌兩個搜索引擎提問（輸入關鍵詞），分別查詢8個詞匯是否在剛才的網頁中出現并做記錄，這8個詞匯分別是;阿里巴巴，盛大，搜狐，新浪，開心網，鳳凰網，騰訊，網易。經測試，百度和谷歌回答正確率為100%。

對人的測試出現了2%的誤差，雖然看起來很小，但這個數據里蘊含了更多可以證明人腦存在百度和谷歌的證據，我們將在未來的文章里說明。上述實驗可以重復進行。但無論如何，我們的科學院同學已經成為“世界第一批證實大腦中有百度和谷歌的人”

2.人腦中的路由問題

美國南加州大學神經系統科學家拉里·斯旺森和理查德·湯普森將老鼠大腦中與愉悅和獎勵相關的伏核區進行隔離，在同一點同時注入兩枚“示蹤劑”，分別用于顯示信號去向和來源。

湯普森花費8年多時間發明和完善這次研究所用示蹤方法。其他示蹤方法大多只能在一個位置跟蹤一個方向一個信號。“我們可以在同一個動物身上同時觀察一個大腦回路中的4個連接，”斯旺森說。美國南加州大學的這項研究報告已經發表在《國家科學院學報》。

3.人腦中的社交網絡問題

大腦中的神經元像一個社會網絡一樣連接在一起。每個神經細胞都與許多其他的神經細胞相連接，但只有少數彼此非常相似的細胞之間會建立最強有力的聯系。這些研究結果發布在2015年2月4日的《自然》(Nature)雜志上。

該研究小組的領導者Thomas Mrsic-Flogel教授說：“神經細胞形成了一個稱作為突觸的、令人困惑的連接網絡——每個神經細胞有多達幾千突觸。然而并非所有的突觸連接都是相同的。絕大多數的都是微弱連接，細胞只生成了非常少的一些強有力的連接。該研究小組的領導者Thomas Mrsic-Flogel教授說：“我們想知道，是否有一些規則可以解釋在由數百萬神經元所構成的復雜的網絡中神經元之間的連接機制。結果表明其中一個規則非常簡單。即志同道合則強有力地連接，彼此行為極其不同的神經元則微弱連接或根本不連接。”

第二個方向是利用腦科學，神經學已有的知識，從神經生理學，神經心理學等角度解讀和預測互聯網未來發展功能結構和趨勢。

1.2008年繪制出互聯網類大腦架構圖，這幅圖是通過對腦科學已有成果的的借鑒，所形成預測的未來互聯網成熟架構。

2。用互聯網大腦結構圖分析當前互聯網領域的熱門概念，云計算，大數據，物聯網，工業互聯網（工業4.0），移動互聯網。

3.2012年提出互聯網的神經反射弧現象，就是當互聯網各神經系統發育成熟后，所出現的反射現象，互聯網神經反射弧的研究會對理解互聯網運行機理，發現互聯網未來商業模式產生重要影響，我們在2012年出版的《互聯網進化論》一書中提出了7中互聯網神經反射模式。下圖只顯示其中一個模型。

4.2014年提出互聯網神經元的“細胞體”-社交網絡個人空間在形成更為成熟的互聯網神經元時，必然會導致社交網絡與物聯網，工業互聯網的結合，從而形成人與人，人與物，物與物社交的”大社交網絡BIG SNS“

5.互聯網大腦的情緒問題

目前從互聯網所包含的應用看，能夠產生類似人類情緒的部分主要發生在社交網絡中，譬如新浪微博，騰訊微信，Facebook,twitter等，這些巨型社交網絡連接了數十億人類，而且未來可能進行進一步的融合，

社交網絡不但連接了互聯網用戶。更連接了這些用戶在文字，圖片和視頻中表達的情緒，當這種情緒通過關系鏈產生傳播和共振時，互聯網大腦的情緒就具備了研究基礎。

大部分時間里，社交網絡中發生著千萬種的情緒釋放，雖然可能局部有激烈的情緒節點爆發，但如果此時沒有哪一個情緒能占到主導位置，那么從大尺度看，整個互聯網大腦可以認為是處于平靜情緒狀態。

但發生重要事件引發社交網絡某種情緒集中爆發時，互聯網大腦就會表現出顯著的情緒，例如喬布斯去世的趨勢引發的悲痛情緒，中國奧運會獲得第一名引發的高興情緒，關于霧霾報道引發的擔心情緒

6.互聯網大腦的左右腦分工問題

作為神經心理學一個重要的研究領域，斯佩里通過裂腦實驗發現人左右兩半球機能分工的不對稱性，右半球也有言語功能，但每一個半球都有其獨自的感覺、知覺和意念，都能獨立地學習、記憶和理解，這種現象也同樣發生在互聯網神經心理學領域。

我們在第三篇系列文章中提出以百度，谷歌為代表的搜索引擎將進化為互聯網的左大腦，強于理性，字符，規則；以微博，微信，Facebook,twitter為代表的社交網絡將進化為互聯網的右大腦，強于感情，交互，認知等。

根據斯佩里的理論，每一個半球都有其獨立的完整的功能，但有不對稱分工，從互聯網發展看，互聯網大腦也有此跡象，例如谷歌在強于搜索引擎的同時也發展出自己的社交網絡G+，騰訊強于社交網絡，但通過收購搜索引擎搜狗，與微信等應用進行深入關聯。由此可見，百度發展自己的社交網絡，facebook,twitter發展自己的搜索引擎，在未來是順應互聯網類腦結構的進化需求。

7.互聯網大腦的感知、記憶，學習問題

互聯網的感知信息有三個來源，第一是人們通過社交網絡發布的即時信息，第二是在各專業網站，維基百科由專業人士輸入的專業類信息。第三個來自物聯網，工業互聯網傳來的物理世界物的信息，也就是互聯網感覺神經系統輸入的信息。

這三方信息被搜索引擎為代表的互聯網人工智能系統進行二次加工，從而形成未來互聯網大腦感知、記憶，學習的基礎。

8.互聯網大腦“夢境”問題

從夢的起源來看，夢是人的心理過程的產物，關于互聯網夢境的產生，2014年11月，我們發表文章“人類即將進入互聯網夢境時代”，進行了闡述：

“隨著互聯網大腦的日臻成熟，虛擬現實技術開始進入到一個全新的時期，與傳統虛擬現實不同，這一全新時期不再是虛擬圖像與現實場景的疊加（AR），也不是看到眼前巨幕展現出來的三維立體畫面（VR)。它開始與大數據、人工智能結合得更加緊密，以龐大的數據量為基礎，讓人工智能服務于虛擬現實技術，使人們在其中獲得真實感和交互感，讓人類大腦產生錯覺，將視覺、聽覺、嗅覺、運動等神經感覺與互聯網夢境系統相互作用，在清醒的狀態下產生夢境感（Realdream)”

“就像在人類的夢境中我們會與人發生聯系一樣，互聯網的夢境同樣需要人與人的交互，這樣一來，我們就需要一個開放的網絡環境。就像互聯網將人鏈接在一起，出現社交網絡；將萬物鏈接在一起，產生物聯網一樣，夢聯網TheInternetofDream(IOD)將成為現實。在夢聯網的世界中，聯網的夢境可以互相聯通，人們可以輕易進入到別人的夢境中，成為夢境的觀看者或參與者，與其他參與者發生交互活動。進入夢境的人們可以進行語言交流、肢體接觸，而這種互聯網社交體驗，能夠帶給人極其強烈的真實感。可以預見的未來是，夢境中的社交活動將成為未來互聯網社交的一大趨勢。”

9.互聯網大腦的智商問題，

隨著博客、社交網絡、以及云計算、物聯網等技術的興起，互聯網上數據信息正以前所未有的速度增長和累積。互聯網用戶的互動，企業和政府的信息發布，物聯網傳感器感應的實時信息每時每刻都在產生大量的結構化和非結構化數據，這些數據分散在整個互聯網網絡體系內，體量極其巨大。這些數據中蘊含了對經濟，科技，教育等等領域非常寶貴的信息[52]。這就是互聯網大數據興起的根源和背景。

與此同時，深度學習為代表的機器學習算法在互聯網領域的廣泛使用，使得互聯網大數據開始與人工智能進行更為深入的結合，這其中就包括在大數據和人工智能領域領先的世界級公司，如百度，谷歌，微軟等。2011年谷歌開始將“深度學習”運用在自己的大數據處理上，互聯網大數據與人工智能的結合為互聯網大腦的智慧和意識產生奠定了基礎。這個問題目前有了較為深入的研究，2014年6月我們在莫斯科舉辦的ITQM會議上發表論文進行了詳細討論，提出“通過一系列標準測試對互聯網智商標準評測庫進行測量，從而得出互聯網在被測試時間點的智力發展水平，也就是該時間點的互聯網大腦的智商”，互聯網智商的研究對于互聯網環境下的人工智能發展獎具有重要價值。

搜索引擎是目前互聯網最重要的應用之一，它索引了幾乎其他所有互聯網網站的信息，同時谷歌，百度等公司通過各種方式不斷提高搜索引擎的智能水平，因此對搜索引擎的智商測試對研究互聯網大腦的智商有重要意義。2014年我們對全世界50個搜索引擎智商進行了測試得出如下結果：

應該指出搜索引擎智商不能等于互聯網大腦智商，另一個重要的互聯網應用-社交網絡所蘊含的智能能力甚至超過我們的現象和測試手段，未來如何把社交網絡智商化并與搜索引擎組合在一起形成完整的互聯網智商將是一個重要的”互聯網神經心理學問題“

五，結論

互聯網已經打開了人類窺見大腦之謎的門縫，而大腦的結構也為預測互聯網的未來照亮的前進的路徑。這一點是今天中國開展大腦計劃的最有利因素。中國互聯網的快速發展也為中國腦計劃的開展奠定了良好的基礎和得天獨厚的優勢，互聯網+腦科學，展開互聯網神經學的研究，中國腦計劃完全可以實現彎道超車，找到屬于中國突破的新科學領域。

附，互聯網神經學各組成部分的介紹

互聯網神經生理學（Internetneurophysiology）重點研究基于神經學的互聯網基礎功能和架構，包括但不限于互聯網中樞神經系統，互聯網感覺神經系統，互聯網運動神經系統，互聯網自主神經系統，互聯網神經反射弧，基于深度學習等算法，運用互聯網大數據進行圖像，聲音，視頻識別等互聯網人工智能處理機制。

互聯網神經心理學（Internet neuropsychology.）重點研究互聯網在向成熟腦結構進化的過程中，產生的類似神經心理學的互聯網現象。包括但不僅限于互聯網群體智慧的產生問題，互聯網的情緒問題，互聯網夢境的產生和特點，互聯網的智商問題等。

大腦互聯網生理學（BrainInternetphysiology）重點研究大腦中存在的類似于互聯網功能結構的地方，使得不斷發展的互聯網成為破解大腦生物學原理的參照系，包括但不僅限于大腦中的類搜索引擎機制，大腦中類互聯網路由機制，大腦中的類IPv4/IPv6機制，大腦神經元類社交網絡的交互機制，人類使用互聯網對大腦生理學結構的重塑影響等。

大腦互聯網心理學(BrainInternetpsychology)重點研究互聯網對人類大腦在心理學層面的影響和重塑，包括但不僅限于互聯網對使用者產生的網癮問題，互聯網對使用者智商影響問題，互聯網對使用者情緒和社交關系的影響問題等

互聯網認知科學（TheInternetincognitivescience）可看做互聯網神經生理學，互聯網神經心理學，大腦互聯網生理學，大腦互聯網心理學的組合交叉，重點研究互聯網和大腦兩個巨系統相互影響，相互塑造，相互結合，互助進化，從而產生智慧，認知，情緒的深層次原理。