腦科學會是下一個工業創新點嗎？

首頁 光明日報 2015年04月07日 11:36 A-A+
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　　腦是自然界最複雜的系統之一。直至今天，人類還沒有真正了解自己的大腦。在全球範圍內，關於腦科學研究的競爭與角力早已展開——

　　記者日前獲悉，中國學者正在積極參與推進腦科學研究和轉化應用。復旦大學&&聯合浙江大學、華中科技大學、同濟大學、上海交通大學等十幾所高校及中科院研究所，成立了“腦科學協同創新中心”。上海市政府已將腦科學與人工智慧列為重大科技項目，作為建設具有全球影響力的科技創新中心的一個重要舉措。

　　2013年，歐盟啟動10億歐元“人腦計劃”；同年，美國宣佈啟動45億美元美國“腦計劃”；2014年，日本也啟動了大型腦研究計劃。可以説，腦科學是21世紀最富有挑戰性的重大科學問題，也是當前國際科學前沿的熱點領域，被視為新的經濟增長點和引領新革命的重要引擎。

　　隱秘的“兵家必爭之地”

　　為什麼時隔幾十年我們仍能牢牢記住一個人？為什麼我們可以計算複雜的數學題？當我們高興時、生氣時，大腦又是怎樣工作的？大腦是人類最複雜的一個系統，它由860億個神經元組成，每個神經元又生出1000個分支。如此龐大精細的網絡，將全世界的計算機放在一起運行都無法逾越。

　　因此，腦科學的研究愈顯重要與迫切。認識大腦，就是認識人類自身，認識腦的奧秘是對人類的終極挑戰。腦科學的發展，對腦疾病的防治、信息和智慧産業的發展有著巨大的推動作用。有數據顯示，在我國，腦相關疾病導致的死亡人數已佔死亡總數的25%以上。據估算，我國未來的腦疾病負擔可能達到每年上萬億元的水平。腦科學研究的突破，必將推動腦疾病防治的根本進步。

　　記者了解到，近年來，世界多個國家加快了腦科學研究的步伐。腦科學研究已成“兵家必爭之地”，吸引全球眾多頂尖科學家投身其中。在了解人腦的結構和功能的共識下，各國的“腦計劃”有所不同。歐盟的計劃側重從腦連接圖譜以超級計算機技術來模擬腦功能，美國的計劃更關注研發新型腦研究技術，而日本的計劃則聚焦以狨猴為模型研究各種腦功能和腦疾病的機理。

　　腦科學的突破將帶來深遠影響

　　“只要大腦的奧秘尚未大白于天下，宇宙仍將是一個謎。”1906年諾貝爾獎獲得者、西班牙神經組織學家拉蒙-卡哈爾説。

　　而腦科學研究一旦有所突破，影響也將是深遠的。2005年，美國《科學》雜誌創刊125週年，曾公佈未來25年的125個重大科學問題，有18個屬於腦科學領域。到目前為止，有四分之一的諾貝爾生理學或醫學獎頒給了腦科學。

　　相關科學家表示，近三年來，植根于腦科學的人工智慧研發取得了突破性進展，引爆了新的科技和産業革命。國際高科技産業巨頭已開啟大規模投入，一大批創新産品已經推出，後續競爭異常激烈。2011年，“谷歌大腦”項目在人類歷史上首次實現了機器系統對各種不同類型貓圖像的自動識別，正確率與人類似。隨著新型人工智慧被快速推廣到公共安全、金融投資與風險調控、醫療診斷、新藥開發等關係國計民生的重要領域，勢必帶來新一輪的産業革命。

　　記者了解到，類腦計算和人工智慧研究將是上海腦計劃的重要組成部分。學者判斷，類腦計算和人工智慧研究二者的相互促進將成為未來科學研究和産業革命新的爆發點和增長點。

　　腦科學需要多學科交叉攻關

　　目前，各國腦計劃都面臨著同樣的一個難題——人腦數百億個神經元以毫秒的時間尺度在工作，並隨時調整結構與功能，複雜度堪比宇宙，解析腦就必鬚髮展新技術、新理論、新方法，並通過多學科交叉進行有效的科學攻關。

　　上海數學中心首席專家、復旦大學數學科學學院特聘教授馮建峰介紹，人工智慧近年的突破主要歸功於類腦的初步模擬、大數據和強大的計算能力。目前取得突破的人工智慧更多沿用經典的計算框架，如何借助腦科學的研究成果，突破現階段模擬計算中的瓶頸，是人工智慧推向新階段（類腦人工智慧）的必然路徑。另一方面，類腦人工智慧也將有助於破解當前腦科學研究中的核心難題，對真實神經系統的計算模擬將為腦功能的認識提供嶄新的思路。

　　疾病輔助診斷、新藥研發、智慧機器人、自動駕駛、金融投資與風險調控、醫學影像……腦科學研究的成果正在進入人們的生活。“腦科學會是下一個工業創新點嗎？我的回答是肯定的。除了宇宙，這或許是我們要探究的最後的奧秘。”馮建峰説。（記者 顏維琦 曹繼軍）