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脑科学会是下一个工业创新点吗?

时间:2018-01-20 21:33 来源: 作者:

   “只要大脑的奥秘尚未大白于天下,宇宙仍将是一个谜。”1906年诺贝尔奖获得者、西班牙神经组织学家拉蒙-卡哈尔说。脑科学的研究一旦获得突破,影响将是深远的——

脑是自然界最复杂的系统之一。直至今天,人类还没有真正了解自己的大脑。在全球范围内,关于脑科学研究的竞争与角力早已展开——

记者日前获悉,中国学者正在积极参与推进脑科学研究和转化应用。复旦大学牵头联合浙江大学、华中科技大学、同济大学、上海交通大学等十几所高校及中科院研究所,成立了“脑科学协同创新中心”。上海市政府已将脑科学与人工智能列为重大科技项目,作为建设具有全球影响力的科技创新中心的一个重要举措。

2013年,欧盟启动10亿欧元“人脑计划”;同年,美国宣布启动45亿美元美国“脑计划”;2014年,日本也启动了大型脑研究计划。可以说,脑科学是21世纪最富有挑战性的重大科学问题,也是当前国际科学前沿的热点领域,被视为新的经济增长点和引领新革命的重要引擎。

隐秘的“兵家必争之地”

为什么时隔几十年我们仍能牢牢记住一个人?为什么我们可以计算复杂的数学题?当我们高兴时、生气时,大脑又是怎样工作的?大脑是人类最复杂的一个系统,它由860亿个神经元组成,每个神经元又生出1000个分支。如此庞大精细的网络,将全世界的计算机放在一起运行都无法逾越。

因此,脑科学的研究愈显重要与迫切。认识大脑,就是认识人类自身,认识脑的奥秘是对人类的终极挑战。脑科学的发展,对脑疾病的防治、信息和智能产业的发展有着巨大的推动作用。有数据显示,在我国,脑相关疾病导致的死亡人数已占死亡总数的25%以上。据估算,我国未来的脑疾病负担可能达到每年上万亿元的水平。脑科学研究的突破,必将推动脑疾病防治的根本进步。

记者了解到,近年来,世界多个国家加快了脑科学研究的步伐。脑科学研究已成“兵家必争之地”,吸引全球众多顶尖科学家投身其中。在了解人脑的结构和功能的共识下,各国的“脑计划”有所不同。欧盟的计划侧重从脑连接图谱以超级计算机技术来模拟脑功能,美国的计划更关注研发新型脑研究技术,而日本的计划则聚焦以狨猴为模型研究各种脑功能和脑疾病的机理。

脑科学的突破将带来深远影响

“只要大脑的奥秘尚未大白于天下,宇宙仍将是一个谜。”1906年诺贝尔奖获得者、西班牙神经组织学家拉蒙-卡哈尔说。

而脑科学研究一旦有所突破,影响也将是深远的。2005年,美国《科学》杂志创刊125周年,曾公布未来25年的125个重大科学问题,有18个属于脑科学领域。到目前为止,有四分之一的诺贝尔生理学或医学奖颁给了脑科学。

相关科学家表示,近三年来,植根于脑科学的人工智能研发取得了突破性进展,引爆了新的科技和产业革命。国际高科技产业巨头已开启大规模投入,一大批创新产品已经推出,后续竞争异常激烈。2011年,“谷歌大脑”项目在人类历史上首次实现了机器系统对各种不同类型猫图像的自动识别,正确率与人类似。随着新型人工智能被快速推广到公共安全、金融投资与风险调控、医疗诊断、新药开发等关系国计民生的重要领域,势必带来新一轮的产业革命。

记者了解到,类脑计算和人工智能研究将是上海脑计划的重要组成部分。学者判断,类脑计算和人工智能研究二者的相互促进将成为未来科学研究和产业革命新的爆发点和增长点。

脑科学需要多学科交叉攻关

目前,各国脑计划都面临着同样的一个难题——人脑数百亿个神经元以毫秒的时间尺度在工作,并随时调整结构与功能,复杂度堪比宇宙,解析脑就必须发展新技术、新理论、新方法,并通过多学科交叉进行有效的科学攻关。

上海数学中心首席专家、复旦大学数学科学学院特聘教授冯建峰介绍,人工智能近年的突破主要归功于类脑的初步模拟、大数据和强大的计算能力。目前取得突破的人工智能更多沿用经典的计算框架,如何借助脑科学的研究成果,突破现阶段模拟计算中的瓶颈,是人工智能推向新阶段(类脑人工智能)的必然路径。另一方面,类脑人工智能也将有助于破解当前脑科学研究中的核心难题,对真实神经系统的计算模拟将为脑功能的认识提供崭新的思路。

疾病辅助诊断、新药研发、智能机器人、自动驾驶、金融投资与风险调控、医学影像……脑科学研究的成果正在进入人们的生活。“脑科学会是下一个工业创新点吗?我的回答是肯定的。除了宇宙,这或许是我们要探究的最后的奥秘。”冯建峰说。


责任编辑:金一山
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