Neuroscience × Foundation Models · 2026.11.04

斯坦福数字大脑计划:要给人脑训练一个基础模型

约10个人,每人两种设备各测约100次。斯坦福想用高密度脑数据训练预测模型,但从预测脑活动到指导治疗,仍有关键证据需要补齐。

5 年
启动报道中的合作计划研究周期,非交付承诺
≈10 人
首轮拟密集采样的参与者访谈目标,尚未开放招募
≈100 次
每人、每种模态的拟测量次数MRI 与 MEG 各约 100 次

2026 年 11 月 2 日,斯坦福宣布启动数字大脑计划,准备在未来五年用人脑数据训练基础模型。但这次公布的是研究计划,完整的全脑基础模型尚未作为成果亮相。项目由吴蔡神经科学研究所牵头,获得 Mark 和 Mary Stevens 夫妇及 Clara Wu Tsai 的捐赠支持。

看到一个场景,大脑接下来会怎样活动?这是项目想预测的问题,但长期目标还包括疾病相关的网络异常与干预效果。

数字大脑计划团队在斯坦福神经科学楼庭院合影
数字大脑计划团队在斯坦福神经科学楼庭院合影(图源:Alan Toth/吴蔡神经科学研究所)
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Digital Brain · 01

大脑模型,为什么先盯住十个人?

可以把它想成大脑的天气预报:给定输入与状态,预测后续变化。但团队希望学到跨场景的规律,超出单项任务识别。像语言模型从文本学习规律,脑基础模型将从脑活动与行为中学习预测,“上传意识”不在目标里。

数据规模的反差更值得注意。项目研究者 Russ Poldrack 在官方访谈中介绍,第一轮目标是约 10 人,在一年内每人分别完成约 100 次 MRI 和 100 次 MEG 测量。但这些仍是拟开展的采集,每次约一小时,意味着参与者每周需要投入约四小时。

项目研究者 Dan Yamins 与 Russ Poldrack
项目研究者 Dan Yamins 与 Russ Poldrack(图源:吴蔡神经科学研究所官方播客页面)

Poldrack 解释,多人平均可能模糊个人脑网络细节,设备吞吐量也限制了人数。团队希望先建立个体预测模型,但适配新人时,期望能用更少的数据。

第一轮实验安排参与者观看和聆听视听场景,转移注意、判断记忆,再描述经历。但自然场景仍需配合任务设计,让能力变化可以被追踪。官网规划十轮研究活动,逐步加入更多心理功能,朝整合模型推进。

首轮实验将视听场景与注意、记忆和语言任务结合
首轮实验将视听场景与注意、记忆和语言任务结合(图源:斯坦福数字大脑项目官网截图,英文原文)
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Digital Brain · 02

两台设备,怎样拼起同一个大脑?

一台设备负责把空间看细。项目将使用 Lucas 成像中心于 2025 年揭幕的 7T MRI 系统,观察脑活动的空间分布。但功能磁共振主要通过伴随神经活动的血流、血氧等变化间接测量脑功能。空间图像再精细,也不能直接当作逐个神经元放电的录像。

可穿戴 OPM-MEG 像贴近头皮的“磁场听诊器”,记录神经电活动产生的微弱磁场。但“可穿戴”仍有边界,实验需要磁屏蔽环境。据斯坦福介绍,该系统配置 144 个传感器,时间精度达毫秒尺度。

研究人员在 Lucas 成像中心讨论 7T MRI 数据
研究人员在 Lucas 成像中心讨论 7T MRI 数据(图源:Kurt Hickman/斯坦福大学)

两种信息可以互补,但并未同步记录。官网明确,首轮任务的脑活动由 7T MRI 与 OPM-MEG 先后采集。因此,建模还需处理测量方式、时间尺度和任务记录之间的对应关系,数据叠放不能代替融合。

实验希望捕捉感知、注意与记忆的协作,但覆盖的经验仍有限。更多决策、动作与社会互动,需要后续实验补充。Poldrack 在访谈中提到,团队正考虑游戏和模拟任务,作为拓展行为范围的可能方向。

Milena Kaestner 与 Anthony Norcia 演示 OPM-MEG 头盔
Milena Kaestner 与 Anthony Norcia 演示 OPM-MEG 头盔(图源:Saul Bromberger/吴蔡神经科学研究所)
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Digital Brain · 03

会预测下一刻,还得经得住反驳

先像接着旋律猜下一拍,模型尝试预测接下来的脑活动,这属于自监督学习。但训练还会加入视频、行为与眼动等信息。Poldrack 描述的目标是,即使不提供脑活动,只给场景和行为,也能预测脑活动变化。

模型开发将利用 Marlowe GPU 集群,从感知、记忆、注意等系统向全脑扩展。但规模增加,预测能力会怎样变化?官网把测定扩展曲线纳入路线,并要求建模结果反过来帮助设计下一轮实验。

官网列出的设计、测量、建模、验证与迭代五个环节
官网列出的设计、测量、建模、验证与迭代五个环节(图源:斯坦福数字大脑项目官网截图,英文原文)

更激进的设想是:用空间、时间和行为的多重约束,推断比单一观测更细致的脑活动。但官网将其明确称为“超分辨率建模假说”,并提出逼近侵入式记录能力的愿景。

官网要求用未见条件、第三方数据集和简单基线测试模型。但验证路线不能充当已通过的成绩单。预测自然发生的活动,与预测外部刺激效果,应分别拿出证据;前一项成功,不能替后一项作答。

官网将超分辨率建模明确表述为有待检验的假说
官网将超分辨率建模明确表述为有待检验的假说(图源:斯坦福数字大脑项目官网截图,英文原文)
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Digital Brain · 04

走进诊室之前,还缺哪张成绩单?

项目承诺向全球研究者分享数据和模型,官网还列出了模型代码、实验协议与基准的共享安排。但开放承诺需要等具体产物落地,才能检查其复用条件。发布稿提到将依托 OpenNeuro 和 BIDS 等既有基础设施;截至本次核查,所查启动材料未给出具体模型许可证。

官网承诺根据情况提供公开或受控访问,但并非所有个人脑数据都无条件开放。访问规则、数据质量与可复现评测,都是判断模型价值的入口。

项目承诺共享数据、任务、模型代码与基准,并保留受控访问安排
项目承诺共享数据、任务、模型代码与基准,并保留受控访问安排(图源:斯坦福数字大脑项目官网截图,英文原文)

临床方向最吸引人:未来或许可以先在模型里测试抑郁症相关脑回路的干预,再把候选方案带入研究。但斯坦福也将临床应用放在更长期的位置,近期目标是可测试、可修正的脑功能预测工具。启动报道中的疾病案例表达了用途愿景,并未提供该模型改善患者结局的临床结果。

眼下的时间表仍以采集为起点。Poldrack 在 11 月 2 日发布的访谈中说,希望来年年初启动第一轮,也就是 2027 年初;但官网目前仍注明尚未开放参与者招募。十个人的高密度记录,能否支撑向新人、新任务乃至干预场景的迁移?这项五年计划首先需要交出的,是能让外部研究者检验的预测。

官网区分近期脑功能预测工具与更长期的临床研究目标
官网区分近期脑功能预测工具与更长期的临床研究目标(图源:斯坦福数字大脑项目官网截图,英文原文)