BRAIN / BRAIN × AI17 SEP 2026
脑科学与AI②|控制不在大脑里
上一篇我说,模拟一个大脑,缺的不是算力,是架构。
多出来的那两万七千个,不在脑子里。而它们恰恰是这篇要讲的东西。166,700 01 神经元 | 44 02 人年校对 | 8,069 03 雌雄同构 |
那时候我手上只有一个数:果蝇全脑 139,255 个神经元。今年八月,这个数字被换掉了——一只雄果蝇被从头数到尾,166,700 个。
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一、先说清楚,为什么两个数不一样
2024 年那次数的是脑。今年这次数的是整个中枢神经系统——脑、视叶、脖子里的连接,还有腹神经索。
腹神经索,你可以理解成昆虫的脊髓。它从胸部一直延伸到腹部,控制着六条腿、两只翅膀、整个躯干。
所以这不是两个打架的数据,是两次不同的测量。前一次数的是司令部,这一次把整条指挥链都数完了。
这件事的规模值得停一秒:七台增强型聚焦离子束电镜,连续扫了十三个月,得到一个 160 万亿体素的三维图像,分辨率是 8 纳米。然后从这堆图像里重建出 166,700 个神经元、11,710 种神经元类型。
这是人类第一次在突触分辨率上,把一只成年动物从头到尾的物理接线全部摸清。
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二、那 44 个人年
Google 的算法在里面干了主要的活:沿着神经突起的边缘一个体素一个体素地识别,把被切断的轴突和树突拼回去。
但算法的输出不能直接用。它切出来的东西充满断裂、粘连和错判——两根不相干的神经元被粘成一根,或者一根完整的被切成三段。
把这堆半成品修成可用的图谱,团队花了相当于 44 个人年的人工校对。
这个数字值得盯着看一会儿。它的意思是:几十位顶尖的神经生物学专家,坐在屏幕前,用肉眼一根一根对照切片,手动纠正错误的连接。折算下来,一个人不吃不喝干四十四年。
我不觉得这是在说 AI 不行。恰恰相反,没有那套算法,这件事根本做不到——人不可能手工处理 160 万亿个体素。
但它精确地标出了今天 AI 的能力边界在哪:它能把不可能变成可能,却没能把昂贵变成便宜。 最后那一段——需要判断「这两根到底是不是同一根」的那一段——仍然只能由懂这件事的人来做。
这对任何一个"AI 将自动完成科学发现"的叙事,都是一个具体的、可称量的反例。不是因为它否定了前景,而是因为它给出了那前景当下的真实价格。
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三、控制不在大脑里
现在说这篇真正的发现。
在工程师的直觉里,大脑是中央处理器,身体是执行机构。信息从感官进来,大脑做决策,命令再发下去驱动肌肉。
这只果蝇的完整接线图,不支持这个模型。
控制腿部抓握、翅膀振动、躯干姿态的那些回路,主要不在大脑里,它们在腹神经索。来自腿和身体的机械感觉反馈,大部分直接在局部形成闭环——信号根本没有上到脑子就已经被处理掉了。
一只果蝇在飞行中撞上一股乱流,负责在几毫秒内调整翅膀的,不是它的大脑。大脑发出的是"往前飞"这种粗糙的模式指令,具体怎么协调六条腿、怎么补偿阻抗、怎么调整时序,全部交给身体各处的局部回路自己解决。
这就把上一篇那个"架构"的问题,推进了一层。
上一篇说的架构问题是存储和计算分开放,所以每一步都要付搬运的代价。这一篇说的是另一件事:控制本身就不该集中。
而当前具身智能的主流做法,恰恰是反着来的——把所有控制收进一个跑在大算力芯片上的大模型,让中央控制器去微观管理每一个关节的角度。
演化用几亿年得出的答案是另一个:在真实的物理世界里,鲁棒的控制必须是分布式的。 因为集中式控制有一个绕不过去的硬伤——延迟。信号来回跑一趟中央的时间,乱流已经把你掀翻了。
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四、雌雄之别,只有几根线
还有一个发现,我觉得比前面几条更耐琢磨。
研究团队把雄性和雌性的神经系统做了突触级的比对,结果是:8,069 种细胞类型在两性中完全一致,而有性别差异的——包括二态的、雄性特有的、雌性特有的——加起来不到 500 种。
也就是说,看东西的方式、闻气味的能力、控制六条腿走路的底层硬件,雌雄果蝇用的是完全同一套零件。
可是雄果蝇的求偶舞步、振翅鸣唱、面对同类的攻击行为,和雌性差别巨大。这些差别从哪来?
答案是:几个高级脑区里的局部改道。
演化没有为两性各建一套大脑。它只是在信息流的几个交叉路口,插进去极少数特异的神经元,或者给现有的分支多接几根突触——像铁路网里换了几个道岔,同样的列车就开去了完全不同的方向。
这件事的一般含义是:在一个高度复杂的系统里,宏观行为的巨大改变,不一定需要底层的大规模重写。 找对那几个控制点,改动可以非常小。
反过来说也成立:如果你发现自己必须大规模重写才能改变行为,那多半说明你还没找到控制点在哪。
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五、两种架构观
把这几条放在一起,浮出来的是一套和当前主流相当不同的思路。
主流的路径是:堆参数,堆数据,堆显卡。 用一个没有物理结构的巨大黑箱,在概率空间里拟合出聪明的应答。
而这只果蝇给出的是另一条:16 万个神经元,针尖大小的脑,微瓦级的功耗,却能在三维空间里悬停飞行、在乱流中定位气味、在几分钟内形成对危险的记忆。
它靠的不是参数量,是结构。每个神经元的解剖位置、每束轴突的粗细和分叉、每个突触用的是哪种递质,本身就构成了计算逻辑。演化没有给它海量参数去从零拟合世界,而是用几亿年雕了一张精确的接线图。
我不想把这句话说得太满——这两条路解决的问题不完全是同一个,语言模型要处理的开放域任务,和果蝇要处理的飞行控制,难度结构不一样。把"果蝇很省电"直接推成"大模型走错了路",是偷换。
但有一个事实摆在那里:今天我们用兆瓦级的超算,刚刚才能勉强模拟一只果蝇的脑,而那只果蝇自己只用微瓦。
十个数量级的差距,不是工程还没跟上,是两种架构的底层不同。
上一篇的结论是:缺的不是算力,是架构。
这一篇要补的是:架构也不只是芯片怎么设计,还包括控制放在哪里。
而在这两个问题之前,还有一件更朴素的事——我们花了十三个月扫描、44 个人年校对,才刚刚把一只苍蝇的接线图画完。
人的那张,还没开始。