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脑科学大国之争:人工智能发展将获全新“助推器”

2016-05-23 07:41 大数据实验室

进入新世纪以来,各大国在科研领域多头比拼:上天、入海、互联、虚拟……而最近几年,一个新的科技“高边疆”又进入人们的视野:我们身上的最后谜团——大脑的奥秘。


专家们认为,各大国竞相投入脑科学研究意义深远。这不仅关乎人类的健康和福祉,也关乎未来的生产力,有望深刻改变社会。





认知“黑洞”  “三磅的宇宙”谜团重重



为什么是大脑?“我们无法忍受人类仍旧对大脑如何工作知之甚少”。20多年前,DNA(脱氧核糖核酸)双螺旋结构发现者之一弗朗西斯·克里克就如此抱怨。


然而时至今日,大脑仍然是人类认知的“黑洞”。


美国总统奥巴马对此说:“作为人类,我们能够确认数光年外的星系,我们能研究比原子还小的粒子,但我们仍无法揭示两耳间三磅重的物质(指大脑)的奥秘。”


“两耳间三磅重的物质”也被戏称为“三磅的宇宙”,难以琢磨又令人神往。中科院外籍院士蒲慕明接受记者采访时说,人类大脑有1000亿个神经细胞,彼此之间由大量的神经纤维连接成极为复杂的神经网络。目前脑科学最有待突破的就是理解人脑高级认知功能的神经网路基础。


“我们对大脑的了解还仅是沧海一粟”,英国帝国理工大学外科手术机器人研究员刘芳德认为,大国掀起的“脑科学热”很可能成为另一个“人类基因组计划”。


蒲慕明也表示,脑科学是人类理解自然界现象和人类本身的“最终疆域”,是本世纪最重要的前沿科学之一。科学界甚至认为,把研究人脑的神经科学称为“人类科学最后的前沿”也毫不为过。





脑科学成大国“必争之地”



对于脑科学领域,2013年无疑是个重要年份。这一年年初,欧盟率先宣布,“人脑工程”为欧盟未来10年的“新兴旗舰技术项目”,获得10亿欧元科研经费。当年4月,美国政府公布“脑计划”,启动资金逾1亿美元,后经调整,在未来12年间预计总共将投入45亿美元。


日本对脑科学研究也兴趣浓厚。紧随欧美,日本2014年正式发起“大脑研究计划”,由理化学研究所主导,试图从狨猴大脑入手,来加快人类大脑研究。


中国也在积极酝酿后迅速入场。“脑科学与类脑研究”被“十三五”规划纲要确定为重大科技创新项目和工程之一,“中国脑计划”即将上线。


“脑科学研究,在时间上太重要了!”复旦大学脑科学研究院院长马兰在接受媒体采访时说,目前脑科学发展正处于一个重要的跨越式发展时期。奥巴马在宣布“脑计划”时曾直言,“现在是太空竞赛以来,美国的研发水平达到新高度的时候了”。


脑科学领域,大国正纷纷起跑。这是一个烧钱的战场,但不下“血本”,就无法占领新的科研高地。


中国科学院外籍院士、美国国家科学院院士蒲慕明将脑科学和类脑智能研究称为“兵家必争之地”。


“脑科学和类脑研究”也被列入“十三五”规划纲要中的国家重大科技创新和工程项目。蒲慕明说,由中国科技部和国家自然基金委牵头的中国脑科学计划,有望于今年年内启动。

 

蒲慕明说,脑科学和类脑研究的全球性热潮反映了科学界和各国政府的三点共识:第一,脑科学是人类理解自然界现象和人类本身的终极疆域,是本世纪最重要的前沿学科之一;第二,脑疾病所带来的社会经济负担已超过心血管病和癌症,脑科学的发展对脑疾病的诊断治疗将有关键性的贡献;第三,计算机技术和人工智能发展至今已面临瓶颈,对人脑认知神经机制的理解可能为新一代人工智能算法和器件的研发带来新启发。

 

蒲慕明认为,与欧美、日本的“脑计划”相比,中国的“脑计划”更为全面,直接反映了上述三方面的战略布局。各领域科学家因此提出了“一体两翼”的布局建议:即以研究脑认知的神经原理为“主体”,研发脑重大疾病诊治新手段和脑机智能新技术为“两翼”。目标是在未来十五年内,在脑科学、脑疾病早期诊断与干预、类脑智能器件三个前沿领域,取得国际领先的成果。

 

“在国家的大力支持下,中国的脑科学研究有可能在未来十到二十年时间实现跨越式发展,发展速度会超过欧美。”



 一体两翼  治疗人脑疾病最“接地气”





脑科学研究的本质,可以用“一体两翼”来概括。一体,即以研究脑认知的神经原理为主体;两翼,即研发人脑重大疾病诊治的新手段和以人工智能为导向的类脑研究。


正如诺贝尔生理学或医学奖得主杰拉德·埃德尔曼所言:“脑科学的知识将奠定即将到来的新时代之基础。凭这些知识我们可医治大量疾病,建造模仿脑功能的新机器,而且更深入地理解我们自己的本质以及我们如何认识世界。”


两翼中,治疗人脑疾病是“接地气”的一翼,也是人类最急迫的需求。帕金森病、阿尔茨海默病、抑郁症、精神分裂症……未来,我们能否厘清这些脑疾病的机理?是否能治愈或者至少延缓脑疾病的发生发展?


日本正进入老龄化社会,帕金森病等老人常见病日渐高发,困扰社会。主导脑科学研究的理化学研究所脑科学综合研究中心主任利根川进就表示,他们有责任去揭开帕金森病等大脑疾病的根本原因、找到有效的治疗或预防方法。


欧洲也面临同样的困扰。据预测,未来欧洲约三分之一的人口会患上与脑有关的疾病,这几乎影响所有的欧洲家庭。脑科学基础研究无疑会造福社会,改善人类健康水平和老年生活质量。



人工智能发展将获新“助推器”



而另一翼——人工智能,更令人遐想无限。“阿尔法围棋”战胜李世石引来世人瞩目,可是要知道,它仅仅是一个单一任务的运算程序,与人脑的能力还有极大差距,如果真正模拟人脑又会怎样?


当然,人工智能的目标并不是复制人类大脑,而是在各种细分领域里提供智能服务,比如智能驾驶、手术机器人等。未来学家凯文·凯利预言,未来20年,全球最重要的技术就是人工智能,人工智能产品将成为水和电一样的日用品。


“把人工智能列入‘十三五’是很正确的决策,过了这个时间点可能就来不及了。”科大讯飞总裁刘庆峰曾表示,人工智能是全球下一轮产业革命的引爆点和“必争之地”。


美国硅谷已经抢得先机。从谷歌、脸书、微软等巨头到初创公司,它们都爱人工智能。谷歌内部有上百个团队在研究机器学习技术。脸书近两年来在硅谷、纽约和巴黎连设3家人工智能实验室……这些科技公司的掌门人相信,人工智能技术可能改变世界。


可以预期的是,脑科学的新发现,将使人工智能发展获得新的“助推器”。



(来源:新华网)




陆晨 博士


名师主讲金融建模课程——以MATLAB为工具


2016年5月27—29日    上海



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