IBM携手瑞士洛桑联邦高等理工学院（EPFL）启动了名为“蓝色大脑”的研究计划，旨在通过超级计算机模拟人类大脑的神经网络，揭示思维与记忆的奥秘。该计划于2005年7月1日正式启动，预计将在两三年内创建出人类大脑皮层的虚拟模型，并在十年内构建完整的人脑模拟系统。

“蓝色大脑”计划的核心是利用IBM的蓝色基因超级计算机，模拟大脑皮层中神经元的电活动和化学信号传递。科学家认为，通过精确模拟大脑的运行过程，不仅可以理解正常思维和记忆的形成机制，还能揭示精神疾病（如精神分裂症、抑郁症）和神经退行性疾病（如帕金森病）的病理基础。例如，帕金森病与中脑黑质多巴胺能神经元的死亡有关，而模拟这一过程有助于开发新的治疗策略。

传统上，脑科学研究依赖于动物实验，但这种方法耗时且昂贵。马克莱姆教授指出，一个简单的课题可能需要3-4年时间和上亿美元。而“蓝色大脑”模拟系统可以将数年的工作量压缩到一天甚至几秒内完成，极大加速研究进程。

人类大脑由约860亿个神经元组成，每个神经元通过突触与数千个其他神经元连接，形成复杂的网络。大脑的结构和化学成分随时间动态变化，例如清晨和傍晚的脑状态不同。传统观点认为记忆以固定形式存储，但EPFL的研究表明，大脑结构持续变化，因此记忆可能并非永恒不变。科学家提出了“液态计算”理论来解释记忆的形成和保存，而“蓝色大脑”将用于验证这一理论。

“蓝色大脑”系统整合了约8000块处理器，每块处理器模拟1-2个神经元的活动，相当于1万个神经元的硅片复制品。通过软件打破细胞间的连接，科学家可以分别研究各部分的功能。该系统的模拟效率是之前超级计算机的1000倍。

研究重点之一是“皮层神经原组”（cortical column），这是大脑皮层的基本功能单位，直径约0.5微米，周长约2微米，包含约5万个神经元和5公里长的神经连接。皮层神经原组是智慧和适应性的标志，也是爬行动物向哺乳动物进化的关键。有趣的是，从老鼠到人类，皮层神经原组的结构差异极小，只是数量不同。

马克莱姆教授表示：“为了理解信息如何在神经元之间传播，我们已经花费了10年时间。如今，我们明白了这些‘小家伙’的谈话方式。”未来，“蓝色大脑”计划不仅将推动脑科学研究，还可能催生全新的智能计算机——人脑式电脑。IBM研究所副总裁塔克·阿哥拉哇拉指出：“人脑式电脑完全有可能，但目前我们尚未完全掌握大脑的运行机理。”