腦科學:繪制認知圖式圖探討腦疾病的"方劑
與歐洲、美國和日本的"腦計劃"相比,"中國腦計劃"更為全面,其中包括對兒童腦智力發(fā)展和改善的研究,是當今世界腦科學最先進的研究方向之一。
北京大學認知神經(jīng)科學與學習國家重點實驗室教授
今年春節(jié),天津大學醫(yī)學工程與轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究所定期貼出的一篇"符"和"牛"字的春節(jié)對聯(lián),這些春聯(lián)都是不尋常的,都是從腦電波操縱的"手",天津大學神經(jīng)工程團隊依靠腦-機接口技術(shù),通過自主開發(fā)的"那查"多腦協(xié)同控制智能手臂系統(tǒng)來實現(xiàn)的。
腦-計算機接口是人類探索大腦的主要科學方向之一。迄今為止,了解腦的工作機制對于治療重大腦疾病、發(fā)展、模擬和保護人腦功能、奪取國際競爭的技術(shù)制高點具有重要意義。
早在2016年,"中國腦計劃"、"腦科學與腦力類研究"就被列為國家"十三五"重大科技項目,"十四五規(guī)劃綱要"最新草案"腦科學與腦科學"繼續(xù)被納入重大科技項目。
1月19日,科技部公開征求"2020科技創(chuàng)新重大項目2030年腦科學與類腦科學"應用指南的意見,為我國腦科學研究的跨越式發(fā)展敲響了號角。
中國人才計劃"有兩翼。
為加快我國腦科學研究,2014年3月召開的象山科學會議在"中國腦科學發(fā)展戰(zhàn)略研究"的主題下,討論了中國腦科學研究計劃的目標、任務和可行性。經(jīng)過多次爭論,各領域的科學家對"中國腦計劃"的兩翼布局提出了建議,即研究以腦認知為"主體"的原理,開發(fā)診斷和治療重大腦病的新方法,開發(fā)"雙翼"腦計算機智能新技術(shù)。
在大腦認知原理中,"一"主要解決了三個問題:一是大腦對外界環(huán)境的感官認知;二是對人類和非人類靈長類動物自我意識的認知;三是語言認知,用于研究人工智能技術(shù)。
兩翼"中,克服孤獨癥、抑郁癥、阿爾茨海默病、帕金森病等疾病,是探索和治療腦病的首要目標。中國科學院腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員邱自龍表示,各種腦病加重了社會和家庭的負擔,絕大多數(shù)腦病還沒有得到有效的治療,在診斷和治療上迫切需要突破。
另一翼是如何利用腦科學研究促進新一代人工智能技術(shù)的發(fā)展,即類似大腦的科學。目前,類似大腦的科學依賴于兩個關鍵領域,即類腦計算和腦-計算機接口."天津大學科學研究所常務副院長、醫(yī)學工程與轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究所院長、天津腦科學中心主任明東進一步介紹了國際前沿腦力計算技術(shù)研究主要包括類腦芯片、類腦計算體系結(jié)構(gòu)等,腦-計算機接口的前沿技術(shù)主要是高通量腦信息傳感技術(shù)、腦機編解碼關鍵技術(shù)等。
北京大學認知神經(jīng)科學與學習國家重點實驗室教授左錫蓮說,與歐洲、美國和日本的"大腦計劃"相比,"中國腦計劃"更為全面。例如,包括在"一"部署中的兒童大腦智力的發(fā)展和促進的研究,是當今世界腦科學最先進的研究方向之一。它針對國家在兒童和青少年學習、教育和健康發(fā)展方面的巨大需要,建立了大規(guī)模學齡兒童的長期跟蹤隊列,揭示了智力發(fā)展的一般規(guī)律和促進機制。
根據(jù)"中國腦科學計劃"的布局,北京和上海都啟動了"腦科學和類腦智力"區(qū)域項目,并分別設立了腦科學和腦科學研究中心。中國科學院還在20所院校設立了腦科學和智能技術(shù)創(chuàng)新中心,還有80多個精英實驗室,大學也設立了類似智力研究中心等腦科學研究中心。