一条虚拟的斑马鱼在数字世界中游动：它“看见”旋转的光栅，便摆动尾巴朝光栅方向游去——它的每一次摆尾都会改变周围水流，而水流又反过来影响它的姿态。

　　这不是科幻，而是中国科学家刚刚实现的突破：全球首个脊椎动物数字脑诞生。近日，上海人工智能实验室联合中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、广东省智能科学与技术研究院，共同发布了AGI脑机理发现系统阶段性成果：数字斑马鱼与智算脑系统。

　　作为全球首次建立具有介观图谱约束的脊椎动物数字脑，该模型打通了从视觉输入、全脑神经元响应到运动指令输出的闭环仿真，可自主开展神经科学仿真研究，行为预测准确率超过 69%——这套全新数字实验体系或将重塑全球脑科学的发现路径。

数字斑马鱼：会捕食、逃跑、溯流

　　数字斑马鱼并非一段代码或静态模型，而是一个完整的闭环仿真系统，由三大模块协同构成。

　　首先是“数字脑”。团队以真实斑马鱼的全脑介观神经联接图谱为结构基础，结合多场景下全脑神经元活动数据训练优化，构建出约含10万个神经元的数字脑模型。该模型能预测真实斑马鱼的全脑神经活动，其预测表现超越了当前最佳深度学习模型，与真实神经活动的时空相关系数达到0.818。

斑马鱼全脑钙成像与联接组

　　智能源于脑、身体和环境的持续交互，所以只有大脑还不够。团队进而构建了高保真斑马鱼具身模型，可以模拟尾部、胸鳍、嘴巴和眼睛等多个部位的协调运动。同时，为解决“鱼在水中游”的水动力问题，自主研发了高精度流体仿真引擎，精细模拟鱼体与周围水流的双向耦合作用。

　　至此，数字斑马鱼拥有了三个相互联接的部分：数字脑感知刺激、产生神经活动并输出运动指令；具身模型将运动指令转化为尾部、胸鳍等身体部位的协调动作；流体仿真引擎计算鱼体运动引发的水流变化，以及水流对鱼体产生的反作用。

　　在虚拟环境下，数字斑马鱼成功复刻了真实斑马鱼的捕食、逃跑、溯流等复杂行为，并在视动反应测试中与真实鱼一致，朝光栅方向游动。

智算脑系统：脑科学有了AI研究“伙伴”

　　数字斑马鱼的意义远超“在电脑里养鱼”。以此为基础，上海AI实验室AI4神经科学首席科学家、中国科学院脑智卓越中心研究员杜久林在国际上首次提出“生物脑—数字脑—智算脑”脑科学智能实验新范式。

　　在这一范式中，三种“脑”分别承担不同角色：生物脑提供真实的神经结构、神经活动和行为数据，是科学结论的本源和最终验证载体；数字脑根据真实数据重建脑动力学过程，在可控的虚拟环境中开展重复实验、变量干预和因果验证；智算脑则围绕科学问题组织多模态分析、提出或细化假设、调用专业工具并寻找潜在机制。

　　杜久林介绍，在智算脑系统中，“三脑”联动，形成数据迭代、虚实对照、闭环验证的动态循环体系——生物脑产生的数据用于构建和校准数字脑；智算脑利用真实数据和数字实验提出问题、开展分析；数字脑在不同条件下进行可重复、可干预的实验。“关键研究结论会再回归生物脑开展真实实验核验，新的实测数据进一步反哺数字脑与智算脑持续进化，形成生生不息的科研迭代链路。”

　　该范式精准破解传统脑科学低通量、长周期、强依赖人工经验的流程瓶颈，依托可编程、可干预、可重复和可加速的数字实验环境，原本需要数年周期完成的神经机制验证工作，可压缩至天级完成，极大提升脑科学研究效率与精准度。

　　与此同时，“三脑”联动为AGI发展提供了全新的生物启发路径。本次构建的数字斑马鱼体系，首次在脊椎模式动物层面实现感觉输入、全脑神经活动、运动输出、躯体结构与物理环境的全链路联动仿真，为解析生物智能生成机理提供了可重复、可干预、可溯源的数字化参照底座。

　　未来，联合团队将聚焦攻关“三脑”联动系统，实现脑科学研究链路的闭环演进，赋能人类研究者贯穿“三脑”循环全过程。