脑机接口 |“中国脑计划”:向最后的前沿进发

2022年09月29日21:48:18 科学 1862

脑机接口 |“中国脑计划”:向最后的前沿进发 - 天天要闻


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在很长的历史时期,我们都以为是心在操纵着我们人类的思维!历史上也有很多“心”学理论。


其中最著名的莫过于王阳明先生,而致良知则是王阳明先生心学的核心。


在小编第一次学习到王阳明先生的理论的时候,没有思考什么高深的问题!而是思考为什么是“心”学理论而不是“脑”学理论呢?


现在小编在CCTV-2《对话的节目中找到了答案,我们一起来看看吧!


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来源:央视网2022年08月13日 22:33


大脑是人类智慧的集结,是已知宇宙当中最复杂的产物。


人类对其的认知很少也很晚,但是我们也在努力的认识我们的大脑。


中科院脑科学与智能技术卓越创新中心学术主任蒲慕明院士海南大学校长骆清铭院士中科院自动化所所长徐波研究员连线交流,共同讨论脑科学的“进化”之路与人工智能之间的应用。


人脑有近1000亿个神经元和100万亿个联接,是科学上最大的谜团与挑战之一。


脑科学的进步将会给人类带来一系列的福利,同时也将对人工智能等前言科技的发展提供进一步的技术支持。


因此,脑科学被看做是最能诞生革命性变化的领域。对于这个领域,各个国家都启动了大型的脑科学计划。而在去年,我国酝酿多年的“中国脑计划”正式启动。中国的脑科学又将会有怎样的发展呢?


1

中国脑科学经历的发展?

二十一世纪初(1999年),蒲慕明院士来到中科院建立了神经科学研究所,开始投入做基础研究,主要的目标就是提高我们科研水平,使我们能够达到国际水平。


目前,我们国家的脑科学水平属于跟跑阶段,我们要达到并跑,甚至在有些领域要领跑


目前我们属于第三梯队,要从第三梯队进入到第一梯队。在这个过程中,我们中国的脑科学家们也诞生了很多脑科学的研究成果。例如,在非灵长类的研究中,中国是有做出显示性的工作。


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2

中国的脑计划是什么?

中国脑计划”这个计划包括三个方向,一是认知功能的神经基础原理的研究,这也是主体。


另外两个是应用方向,一是脑疾病的诊断与治疗,针对的是社会面临的重大的脑疾病,它的早期诊断,然后做干预手段的研发、药物的研发等等。


另外一个叫做脑机智能技术,其包括两个内容,一是脑机接口,即大脑跟机器之间的联系,如何用大脑的信息来控制机器,如何用外界的信息来调控大脑的活动;


二是类脑研究,也就是人工智能的理论研究,下一代人工智能需要的各种机器学习的算法,类脑研究的硬件加上类脑研究的软件就是未来智能系统,包括智能机器人。


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3

为什么这样设计?

我们的原则是有所为,有所不为。主要是抓重要领域。我们主要基础研究为主体。应用研究也不能放下,应用当然也是同样的重要。


在中国脑计划的底端,还有个“全脑介观神经联接图谱、国际大科学计划”这是个什么样的计划呢?首先我们要解释一下介观的概念,才能更加清楚其中的作用。

介观是能够分辨我们神经细胞的图谱,我们要看清楚哪一类神经细胞跟哪一类神经细胞有联接,这个联接的图谱要画出来,也就是大脑全景线路图,而且这个路线图要介观层面才有用。


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4

脑地图绘制的难点

骆清铭院士向我们解释道:我们要想理解这个难度,首先我们清楚的了解脑内的神经元到底长什么样?


了解了单个神经元,我们还要完整的画出感兴趣的这些神经元的联接,也就是特定的神经元及其之间的网络


我们在绘制的时候必须得是完整的,除此之外,我们还得画出这个联接是怎样的联接,就像我们的水路、陆路之间的连接。而我们人类的大脑里面有860亿个神经元。


把人脑的所有神经细胞的测序完成的主要目的是要鉴定有多少类型的神经元,不一定要做860亿,也许做到1亿神经元的时候已经足以鉴定有多少类型了,更重要的是所有神经元类型的空间分布也能够搞清楚。


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5

脑图谱绘制意味着什么?

脑疾病占据的社会负担是30%,图谱种类很多,假如我们有了结构图谱,有些脑疾病,假如也做出它的结构,发现这个疾病有些联接是没有的或者太多了,我们就会知道为什么会出现这些脑疾病。


图谱里面还有细胞图谱和联接图谱,可能在疾病中,哪些种类细胞死亡,我们可以从这图谱里面就可以得到,联接图谱就可以知道哪些环路出现了问题。


6

哪些脑疾病将会率先被攻克?

抑郁症和自闭症的干预手段有可能会有突破,该领域研发速度很快。不光只是药物的治疗,包括物理、生理、心理的调控手段,这些手段对于治疗自闭症和抑郁可能会有较快的发展。


7

脑科学VS人工智能

徐波研究员向我们阐述了人工智能更多的是一种数据化的结果,它的学习是封闭的,做不到自主化的学习


目前人工智能相对于人类的认知功能来说,是极其初级的。


那要想人工智能有所突破,构建一个人工智能“脑世界”的模型可以使得人工智能进一步的发展,而脑科学的研究恰恰就可以帮助人工智能。


人脑的联接是可以生成的,会长出新的联接,有的联接会消失。


这些联接是动态的,而人工网络里面的联接都是固定的。


这种简单的原理都将会对人工智能产生极大的影响。而脑科学对于下一代人工智能将会有所启发。


而下一代的人工智能也会有以下几个特点,第一个就是低功耗的。人工智能现在所用的模型来自于三十年前的神经科学的研究成果。


在学习方法上面主要是基于误差反传的一个数学的最优化的方法,该方法最大的缺点就是能量消耗非常大,而我们人类大脑能耗在20瓦左右,如果将它移植到人工智能里面来显得尤其迫切。


第二个就是具有自主学习能力。主要是在认知能力上面要达到一个新的水准。


最后也是最重要的一点就是要让机器跟人在价值观上实现人机协同,让机器表现出符合我们人类价值观的能力,给产业带来根本性的变革。


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8

理想与现实的距离?

有很大的想象空间,但是进展可能没有那么快!


那脑机接口的目的是什么?


读取大脑里面的信息。但是我们目前对于大脑的整个结构和功能理解还是非常的粗浅,所以还是很难真正的读取信息。


读取信息不准确,我们也就很难用这些信息来进行控制器件。目前,只是用大量的算法来拟合操控这些器件,还不能说这信息就非常的准确。


9

脑科学,最想向世界解释什么?

同理心,到底是怎么产生的?如何通过环境的影响来改变我们的同理心共情心。


好啦!今天小编的介绍就到此结束啦!


你从中找到了是“心”学理论还是“脑”学理论了吗?希望对大家有所帮助,感兴趣的小伙伴可以点击“阅读原文”获取观看视频的方式哦~

参考资料:


视频《“中国脑计划”:向最后的前沿进发》链接:

https://tv.cctv.com/2022/08/13/VIDEcwUUS15vpkImbzwa4jLm220813.shtml


注:文中图片源自网络,如有侵权,可联系我们删除。


内容 | 叮叮

排版 | 叮叮

校对 | Ting Zhang 喵姐姐姐

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