BRAIN / BRAIN × AI20 SEP 2026
脑科学与AI③|真正的设计,藏在没连上的那些线里
前两篇里我说过两件事:模拟一个大脑缺的不是算力,是架构;以及真正的控制不在脑子里,在身体各处的局部回路。
278亿 01 可能的接法 |
5450万 02 实际的突触 |
0.196% 03 连上的比例 |
这一篇回答那个一直悬着的问题——如果缺的是架构,那架构到底藏在哪。
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一、先看一个能自己说话的数
最近常刷到这种说法:「果蝇大脑 16.6 万个神经元,粗暴换算成 AI 模型,大概是个 0.026B 的超稀疏网络。」
听完的第一反应通常是:才 0.026B?现在随便一个开源模型都是它的几百上千倍。那果蝇凭什么能飞、能求偶、能躲苍蝇拍?
这个问题问错了。不是因为答案是「小而美」,而是因为「参数量」这把尺子,从一开始就量不到果蝇脑真正的信息在哪。
拿今年九月那份完整连接组的 166,700 个神经元,做一次最简单的算术:
```
神经元数 166,700
两两之间可能的连接 27,788,890,000 (278 亿)
实际存在的突触 约 54,500,000 (5450 万)
占比 0.196%
```
(突触那个数来自 FlyWire 的果蝇雌性全脑实测。这次的雄性数据集含腹神经索、神经元更多,突触只会更多,所以 0.196% 是个偏高的估计,真实稀疏度只会更极端。)
278 亿种接法,演化只挑了其中的千分之二。平均每个神经元连出去 389 条,而不是跟全部同伴都连上。
那没连上的 99.8% 呢?
它们不是省略,是选择。「A 不连 B」和「A 连 B」一样,都是被反复筛过的结果。
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二、大模型那边,这件事根本不发生
盖一个 Transformer,人要先定死:多少层、每层多宽、几个注意力头、残差怎么接。这些在训练开始前就写完了,训练过程一个字不改。
训练时变的只有权重,一堆浮点数。谁连谁从来不变。
第 12 层的每个单元,和第 13 层的每个单元之间都有一条线,这是架构规定的,不是学出来的。学习只是在决定每条线上写多大的数。
一个权重学成了 0,那条线也还在。它照样占显存,照样参与矩阵乘法,只是算出来是 0。
所以描述一个大模型,只需要两样东西:几页纸的架构说明,加一个巨大的数字文件。Llama 的架构公开在那里,不值钱;值钱的是权重。
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三、于是两边的信息藏在了不同地方
在大模型里,结构是共享的常识,信息压在权重里。
在果蝇脑里,信息压在拓扑里——哪条线存在,本身就是答案。你没法用「几层几维」概括它,只能把每一条边都画出来。
这就是为什么那份连接组要一个人一个人去校对。校的不是强度,是「这两个神经元到底连没连」。一条边看错,整段回路的意思就变了。
也正是这一点,让「0.026B 参数」那种换算失去了意义。它把 278 亿里挑 5450 万这个选择,压成了一个计数。而全部的设计都在那个选择里。
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四、还有一组数,比稀疏度更能说明问题
同一份连接组统计了 11,710 种神经元类型,然后拿雄性和雌性做了逐类型对照:
| 数量 |
| 雌雄同构 | 8,069 |
| 两性都有但接法不同 | 138 |
| 只有雄性有 | 289 |
| 只有雌性有 | 71 |
八千多种类型完全一样,真正有性别差异的不到五百种。
论文还给出了这些差异的位置:感觉输入和运动输出那两端基本是共用的,差异集中在中间的高级脑区,而且聚成几个热点。
换句话说,雄果蝇会求偶、雌果蝇会产卵,靠的不是两套神经系统,是同一套底座上改了几百个点。
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五、这一点,人设计系统时几乎做不到
人做系统,习惯给每个功能建一套模块。要支持一个新场景,就加一个分支、加一层配置、加一套新流程。做久了的人都知道结果——模块越来越多,彼此纠缠,最后没人敢动。
演化给的答案反过来:先做一套能用的通用底座,然后只在极少数节点上分化。
这不是因为演化更聪明,是因为它没得选。每一个新的神经元类型都要有基因去编码、要有发育程序去实现、要消耗能量去维持。代价太高,所以只能省着改。
而大模型不受这个约束。加参数是加显存的事,不需要为每个参数单独写一份说明书。所以它可以稠密,可以冗余,可以让大量权重贡献很小也无所谓。
这也意味着,两边的「稀疏」不是同一种稀疏。MoE 那种稀疏激活,是在一个预先设计好的结构里做门控选择;果蝇脑的稀疏,是结构本身就只有那么多条线。
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六、说回那个最初的问题
果蝇凭什么用十几万个神经元就能做到那么多事?
不是因为它的参数效率高,是因为它的参数里包含了架构。那 5450 万条连接不只是 5450 万个数,它们同时还是 5450 万个「应该连这里而不是那里」的判断。
这也解释了连接组学为什么值得做。如果拓扑本身就是答案,那把拓扑完整画出来,就是在读一份被写了几亿年的设计文档。
至于这份文档能不能读懂、能不能抄,那是另一回事。画出来只是第一步,而这一步刚刚在果蝇身上完成。
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七、一个必要的限定
上面这套说法在拓扑层面成立,不能推到极端。
果蝇的突触也有强度、有神经递质类型、有可塑性,它不是只有「连」和「不连」两种状态。而且那 8,069 种同构类型说明,拓扑主要是遗传定的,强度才是经验调的。
所以更准确的表述是:在大模型里结构不承载信息,在果蝇脑里结构承载了大部分信息。 不是「结构就是全部」。