北京腦科學研究的成果轉化「基因」
■吳昊
由李德毅、高文等數十位院士、專家指導,中科院自動化所、北京大學、軍事醫學科學院等十多家單位參與,北京「腦科學研究」專項從設立之初,就帶著學科交叉、協同創新的「基因」。
2015年9月,北京市科委宣布啟動「腦科學研究」專項工作,並確定將從腦認知與腦醫學、腦認知與類腦計算兩個方向重點開展研究。
儘管我國還沒有把腦科學研究提升到國家戰略層面,但北京的各個科研院所已開始深度融合。在推動學科交叉、促進協同創新的機制框架下,北京「腦科學研究」專項正不斷將研究成果轉化成現實的創新力。
依託資源優勢 研究初有成績
「腦科學研究是一個複雜的系統工程,是一個漫長的,需要逐漸深化、不斷深入的過程。」北京市科學技術委員會主任閆傲霜表示。
路途雖漫長,腳步卻從未停滯。據了解,北京市早已在自然科學基金、G20工程、首都十大疾病科技攻關與管理、4G工程和精機工程等重點科技專項中布局了腦科學研究的相關工作。
國家自然科學基金、國家「973」計劃等相繼資助的多項重點支持腦科學基礎研究和腦重大疾病的應用研究項目也取得了一批成果。
「北京在腦科學研究方面擁有全國最完整的學科布局。」閆傲霜表示,在腦認知領域,北京擁有兩個國家級腦科學重點實驗室,分別在北京師範大學和中科院生物物理所。北京大學、清華大學也分別成立了腦科學研究所。
在腦醫學研究方面,北京擁有中國醫科院及北京協和醫院、解放軍總醫院、首都醫科大學及其附屬天壇醫院等一批腦醫學研究和腦疾病研究的優勢機構。在類腦計算方面,包括北京大學、清華大學、中科院自動化所等在內的全國骨幹研究單位都在北京聚集。「北京一直將腦科學作為重點支持領域,近5年支持腦認知和腦醫學相關經費1億多元。」軍事醫學科學院研究員範明在談到北京市發展腦科學研究時介紹,這大大提升了我國認知神經心理學、結構生物學、腦重大疾病診療方面在國際上的影響力。
「類腦計算」全面發力
「中國在類腦計算方面已有十幾年的研究歷史。」北京大學計算機科學技術系主任黃鐵軍表示,北京大學微電子研究院從2006年開始研製神經形態器件,2012年實現了神經突觸模擬器件。
中國科學院計算技術研究所研製出世界上首款深度學習處理器晶片,中國傳媒大學腦科學與智能媒體研究院和北京印刷學院等單位在神經系統高效模擬、神經形態器件印製等方面也有很好的工作基礎。
「『類腦計算』的目標是製造類腦計算機。」黃鐵軍說,一旦類腦計算機能夠產生部分類腦功能,揭示大腦智能奧秘也就為期不遠了。
然而,要讓計算機產生類腦功能,並非易事。閆傲霜在北京大學調研腦科學和類腦研究時指出,要打破瓶頸,找到結合點,推動學科交叉。
北京大學磁共振成像研究中心主任高家紅詳細介紹了中心專門用於腦科學研究的4臺高場磁共振成像儀和1臺腦磁儀,同時展示了心理學系的腦電、近紅外成像、穿顱磁刺激等實驗儀器,信息學院研製的機器人和模擬神經突觸的微納器件和光器件。
2015年,北京大學成立了由生命科學學院、信息科學學院、工學院、心理學系、基礎醫學部等開展學科交叉研究的「腦科學與類腦研究中心」。「北大的跨學科、交叉合作研究很成功。」北京大學校務委員會副主任、IDG麥戈文腦科學研究所所長饒毅在腦科學研究和發展討論交流會上表示。
同時,清華大學成立了跨七個院系的「類腦計算研究中心」,從基礎理論、晶片、軟體系統展開全方位研究;中國科學院自動化研究所成立了「類腦智能研究中心」,融合腦與神經科學、認知科學、智能科學、心理學、信息科學等多個學科,從認知腦計算模型、類腦信息處理和類腦智慧機器人三個主要方向展開研究。
「目前,集中北京地區大學、研究機構和企業優勢研究力量的十多項類腦計算研究項目已經全面展開。」黃鐵軍表示。
推進協同創新 促進成果轉化
「北京『腦科學研究』專項的實施既要『頂天』,鼓勵科學家攀登高峰,同時也支持『立地』,注重現實應用。」閆傲霜提出。
據悉,為促進腦科學研究成果轉化,實現研究成果服務當前經濟社會發展,北京市科委將整合優勢資源力量,建立以「腦科學協同創新研究中心」為核心的工作組織模式,不僅鼓勵研究機構內部整合力量,更支持在北京地區用新體制、新機制整體構建跨部門的腦科學協同創新研究中心,同時成立以國內外專家組成的專項指導組,把握腦科學專項研究總體布局和方向,推進創新主體間協同創新,並建立產學研用協同創新的工作模式,鼓勵企業早期進入。
北京市計劃到2020年腦科學研究將推動腦科學重大共性技術研究中心建設,形成跨部門、跨學科的「腦認知與腦醫學」研究支撐平臺,建成支撐「腦認知與類腦計算」基礎研究和技術研發的四大類腦計算研究平臺,突破感知覺認知、兒童腦發育與認知發展、認知老化、物質依賴、失眠、腦疾病等領域關鍵技術。
北京市腦科學研究計劃到2025年對接國家腦科學研究,積極布局腦科學研究前沿技術,在腦認知活動神經原理、腦健康水平提升、腦重大疾病預防治療、類腦計算機和類腦人工智慧等方面取得重大突破,推動科技成果轉化和應用,將北京市建設成為全球有重要影響力的腦科學科技創新中心。
《中國科學報》 (2016-01-12 第8版 首都科技)