中國腦計劃的研究進展

2021-02-13 中國醫學物理學雜誌

繼人類基因組計劃取得成功之後，人類腦研究成為下一個重大挑戰目標。當前，我國已經把腦科學研究列為了「事關我國未來發展的重大科技項目」之一。中國腦計劃如何實施？具體的研究方向和側重點成為了我國需要著重思考的問題。

近期在上海舉行的「腦信息與人工智慧」科技論壇和復旦腦科學研究發布會上，與會專家表示中國腦計劃將從認識腦、保護腦和模擬腦三個方向展開研究，逐步形成腦認知原理的基礎研究、腦重大疾病、類腦人工智慧三者緊密結合為「一體」「兩翼」的研究格局，即以腦認知原理基礎研究帶動腦重大疾病研究和類腦人工智慧研究。

1 腦認知原理的基礎研究

中國腦計劃不只關心神經元層面，更注重在微觀和宏觀建立橋梁注重聯結和功能的關係。認知科學研究在認識過程中信息是如何傳遞的，研究認知過程及其規律，從而揭示腦和神經系統產生心智的過程。認知科學主要涉及的內容有感知覺、注意、記憶、語言、思維與表象、意識等。這些認知活動的機制研究是腦計劃的實施基礎，在此基礎上可更好的運用到對疾病的研究和人工智慧化的開發。如中科院的腦研究聚焦在腦功能聯結圖譜上，它是探索腦疾病工作原理、揭示腦疾病發生機制、發展腦式計算的必由之路。中科院選擇了學習、感知、抉擇和情感這幾個基本功能，旨在通過研究學習機制研究神經退行性疾患、通過研究抉擇問題研究成癮機制、就情感問題研究抑鬱、就感知問題研究視聽障礙等。

2 腦重大疾病

在我國「人類腦計劃」的研究中，需要根據國情發揮自己的優勢。腦重大疾病的研究應該是中國腦計劃研究的特色之一。楊雄裡院士在籌備「中國腦計劃」中提到，「中國腦計劃」如何努力體現中國特色並保障我國腦科學的可持續發展。中國科學院神經科學研究所蒲慕明院士特撰寫觀點文章「大型腦科學計劃往何處去？」結合中國的國情對人類腦計劃進行評價和展望，指出大腦疾病將是中國未來主要的發展方向，建議我們應該關注本國的重大腦疾病，針對社會需要攻克難題，尤其是在早期診斷和早期治療方面，應該成為中國腦研究計劃的目標。

3 類腦人工智慧

2011年，「谷歌大腦」項目成功實現了機器系統通過學習而對不同類型貓圖像的自動識別，帶動了人工智慧的發展，使人們快速認識到人工智慧的發展潛力。2015年6月28日在天津召開的「類腦智能創新論壇」上專家指出可以藉助腦科學和神經科學提高傳統智能技術。中國工程院院士鄭南寧認為，通過對人腦信息處理機制及人類智能的研究，有可能在類腦智能計算理論與技術上有所發展；中國科學院院士譚鐵牛也力挺人工智慧的發展。因此類腦計算和人工智慧可能將會成為「中國腦計劃」的重要組成部分。基於腦科學與類腦計算和人工智慧可以促進彼此的發展，上海市政府已將腦科學與人工智慧列為了重大科技項目。復旦大學牽頭聯合浙江大學、華中科技大學等十幾所高校及中科院研究所，成立了「腦科學協同創新中心」，有助於推進腦科學的研究和轉化，積極參與並推進了「中國腦計劃」的實施。

所謂的人工智慧即研究人類智能活動的規律，構造具有一定智能的人工系統，研究如何讓計算機去完成以往需要人的智力才能勝任的工作，也就是研究如何應用計算機的軟硬體來模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術。其基礎主要是大腦認知神經活動的規律，通過計算機的模擬使其在處理數據時擁有學習能力，從而達到人的智能化水平。該方向的發現同樣需要計算機科學和神經生物學等多學科交叉複合型人才，從而推動人工智慧化的發展，構建中國類腦人工智慧。

摘自 《中國醫學物理學雜誌》2016年第2期發表的《人類腦計劃的研究進展》 

作者：王亞


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