四川
当科幻照进现实：数字生命正在一步步变成真。
提起数字生命，大家最先想到的可能是《流浪地球》里涂衡宇在数字空间和女儿重逢的场景，还有科幻片里常见的意识上传、永生不死。有人问，若能按下按钮上传意识延续生命，你会选吗？
先聊聊大家印象里的数字生命，大多和数字世界、意识上传、永生不死挂钩。但严格来说，数字生命到底是什么？
我们得先明确生命的定义，虽没有精准定论，但生命特征包括组织、代谢、生长、繁殖、适应等。所以数字生命不是一张被描述的图纸，而是能运行的、涌现类生命特征的可计算系统。
不少经典科幻片都探讨过数字生命相关话题。比如《黑客帝国》的虚拟世界，《攻壳机动队》的身体替换，还有意识上传后 “我还是不是我” 的争议，这些都让数字生命的想象空间更足。
不过科幻和现实的距离比我们想的近，这些年我们团队一直在推进相关研究，先从脑模拟切入。脑模拟是神经科学和人工智能的桥梁，既能帮我们探索智能本质，也能推动 AI 发展。
人工智能的源头，图灵曾问 “机器能思考吗”，这也是当下 AI 发展的核心目标之一。另一位先驱冯・诺依曼也曾思考：一个系统如何能产生和自身一样复杂甚至更复杂的后代？他提出细胞自动机概念，靠简单规则就能实现自我复制，这也是人工生命研究的开端。
现在我们日常用的大语言模型、视频生成工具，都属于当下 AI 的经典范式：输入到模型再到输出。但生命不一样，生命是持续动态、和环境不断互动的过程。当下的 AI 大多是静态数据映射，真正的生命系统不会因为输入停止或能量中断就停转。
很多做具身智能的学者都在关注这个问题：如何让 AI 拥有身体和互动的世界，这也是当前 AI 研究的热门方向。
费曼曾说 “我不能创造的东西，就无法真正理解”。想搞懂生命，最好的方式就是搭建数字生命系统并运行它，这也是我们 2021 年下半年启动数字线虫研究的初衷。
我们一开始就想，能不能用最简单的模式动物测试这个思路？经过调研，我们基于 OpenWorm 的开源数据，搭建了闭环的线虫模拟系统：从离子通道到神经网络结构，再到解剖学意义上的线虫身体，把这些模块整合成一个可完整运行的系统。
2022 年我们在相关学术会议上首次发布这个研究，这是首个从下至上整合生物物理数据、神经连接、肌肉活动的高精度线虫闭环模拟。演示视频里能看到，左侧是驱动线虫的神经元活动，右侧是线虫像真实个体那样向前蠕动的过程。
这个研究在 2024 年登上《自然・计算科学》封面，这是全球首个实现高精度神经驱动的活体数字线虫模型。我们还发现，在这个系统里，神经元的自发活动能自然驱动身体行为，和真实线虫的相似度很高。这说明从神经结构涌现出行为，或许是数字生命的关键探索方向。
目前我们的研究还在持续推进，从线虫到果蝇、斑马鱼，再到小鼠、人脑，我们正按这个梯度逐步构建数字生命体系。今年大家热议的数字果蝇，我们团队早在 2023 年就有过相关尝试。
我们所在的国家生物医学成像科学中心，正在推进 “全景数字生命大计划”，希望联合国内外科学家共同搭建跨尺度的数字生命系统。
我们实验室主要做两件事：一是用多模态影像基础模型构建数字器官和数字生命，二是持续优化数字线虫等模型，搭建一套适用于所有数字生命体的通用方法。
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