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探索开发人类大脑“不毛之地”

2018/4/16 15:03:48  来源:中国新闻网 

  大脑是宇宙中最复杂的系统之一,上海将持续稳定地支持中国科学家寻找破解大脑密码的金钥匙。记者从昨天下午举行的东方论坛上获悉,上海市科委正尝试以一种前所未有的科学创新“勇气”推动“以脑科学为基础的人工智能”研究:不仅打破生物、信息、物理、数学等学科间的壁垒,组织科研人员开展以应用和为导向的协同创新,更摒弃以往“打一枪换一个地方式”的项目投入制,取而代之的是全方位坚持跟踪上海“脑计划”,持续稳定支持科学家们的相关研究。

  两会提出“中国大脑”提案

  当人类对自身的认识已经深入骨骼、脏器、神经甚至DNA时,仅有约1.5公斤重的人类大脑,仍像是一片“不毛之地”,依然知之甚少。2013年,欧盟启动10亿欧元“人类大脑计划”,侧重以超级计算机技术模拟脑功能,绘制脑联接图谱;同年,美国宣布启动投资30亿美元的“大脑基金计划”,重点研发新的脑研究技术。据悉,中国脑计划也有望启动,中国科学家正在思索:不仅以“健康脑”为导向,重点研究包括老年痴呆在内的神经发育疾病、精神类疾病、神经退行性病变的预防和治疗等,更可能寻找大脑与人工智能的关系,在两个领域的交叉地带认识脑、保护脑和模拟脑。上海纽约大学副校长、纽约大学神经科学教授汪小京指出,探索智能、意识的人脑机理,认识人的行为和情感,创新脑疾病诊断与治疗,是二十一世纪科学的前沿领域。这也是目前“十三五”上海市科研发展的一个聚焦。

  当脑神经科学家们苦苦寻找,开启庞大大脑系统的“万能钥匙”时,电脑让人们灵机一动。众所周知,计算机的快速发展使信息技术成为现代经济的重心之一。然而,现有计算机仍难以完成许多对人类大脑来说轻而易举的复杂任务。所以,新一代信息技术很关注对于大脑功能和神经网络的研究,希望在理解其工作机制的基础上设计出新型的“人脑式电脑和机器人”。今年3月,百度董事长兼首席执行官李彦宏在全国两会上提出了“中国大脑”提案,呼吁以此“带动整个民族创新能力的提升”。

  汪小京指出,中国要在信息技术上成为世界领军人,应该大力发展神经科学,带动下一个信息技术革命。在美国,硅谷一些公司已开始向这一新兴的“脑”(Neu-roTech)进军。同时,发展神经科学也具有战略意义。美国国防部研究计划局、情报研究计划署以及海军等军事部门在神经科学领域已投入大量资金研发的神经技术。“但是,在基础研究让我们真正了解大脑的生物学原理之前,这些应用还缺乏坚实的基础、难于发展。”因此,对神经科学基础研究提供长期稳定的资金支持,十分重要。

  上海启动类脑人工智能项目

  有可能成为未来“中国大脑计划”的一部分,上海今年先期启动的“以脑科学为基础的人工智能”项目中,一个听上去“一半是人脑,一半是机器脑”的“科学新词”——“类脑人工智能”浮出水面,上海将大力推动以脑科学为基础的人工智能研发。

  近5年,国际上“类脑人工智能”取得突破性进展。2011年,“谷歌大脑”项目实现了机器系统对各种不同类型猫图像的自动识别,正确率与专家接近。这表明,计算机能在无需人力参与的情况下,完成原本专业人士才能从事的许多工作,可能在未来颠覆现有格局。这种人工智能技术称作“深度学习”,是通过对人的视觉皮层神经网络和人脑信息处理过程的模拟,使计算机在处理数据时拥有学习能力。在不少领域,“深度学习”机器已达到或超过了人的智力水平,即便在复杂度极高的围棋中,计算机可达到专业四五段水平。目前,“类脑人工智能”技术正在快速推广到、金融投资、医疗诊断、汽车自动驾驶、公共安全等领域,有望引发新一轮革命。

  不过,在脑科学与人工智能两个领域之间架起桥梁的计算神经科学人才,在我国还十分匮乏。汪小京表示,即使围绕在“谷歌大脑”旁的深度学习机器人团队研究人员,鲜有从事神经研究的专家,在某种程度上他们似乎不太懂得如何利用神经科学机制改进他们的算法。与此同时,上海脑科学与人工智能重大项目首席科学家冯建峰就深有体会。他的团队正在和美国南加州大学合作,收集老年痴呆症的数据。尽管已收集了数万份病例,但由于缺乏有效的数理分析工具,在这方面一直没有进展。“直到一些智能算法(如深度学习)的成功应用,人工智能才又进入了发展的黄金期。”


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