跨入「腦智時代」| 發展中國腦科學和智能科技的思考與建議

06-15

腦科學是以腦為研究對象的多學科匯合的新興研究領域，是研究人、動物和機器的認知與智能的本質與規律的科學。人類正經歷一場向智能社會的革命性轉變。在初步擁有了人類的「生命藍圖」—基因組學之後，人類開始描繪「智力藍圖」，其最核心內容是理解認知大腦高級功能的物質及結構基礎，在防治認知障礙性疾病的同時，發展人工智慧和認知技術並廣泛應用，從而實現由「信息時代」向「腦智時代」的跨越。

在這個時代變遷之際，《中國科學：生命科學》2016年第2期邀請編委張旭院士組織了「中國腦科學和智能科技的發展戰略」專題。該專題收錄了包括楊雄里、郭愛克和蘇國輝院士在內的多位神經科學、人工智慧、生物醫學工程等研究領域的專家和學者的11篇點評文章，就我國未來腦科學研究和人工智慧技術開發發表了見解和建議。

腦認知功能是通過大腦內大量神經元極端複雜的聯結以模塊化的多層次結構來實現的。這一複雜性在微納米尺度表現為突觸連接的分子構架與信號傳遞，在百微米尺度表現為大腦皮質功能柱等局域神經迴路與信息編碼，而在宏觀尺度則表現為不同腦區的聯結與認知功能的實現。專家和學者們認為解析「腦認知功能網路」是最終闡明智力及其障礙的必由之路，研發新的腦研究技術和方法，將揭示腦的工作原理、認識人類自身，提升和擴展人的智力和創造性，推動智能科學技術進步。

兒童腦發育缺陷、孤獨症、成年人的抑鬱症、老年性神經退行性疾病等造成各種認知和智力損害，或者情感和心理缺陷，缺乏預防、臨床診斷和治療的技術方法，是人類需要解決的主要腦科學和醫學問題。專家和學者們認為，對腦認知功能調控機理的深入理解，特別是應用現代遺傳學和分子生物學技術研究與認知功能相關的各類神經元的發育、病變和衰老過程，研究膠質細胞在腦疾病中的作用，以及對人類認知和智力損害性疾病病因分析和藥物靶標篩選，將引領新的診斷和治療技術的研發和應用，提高人類的生活質量。

人工智慧是要實現所有目前必須藉助人類智慧才能實現的任務的集合。專家和學者們指出，認知技術是人工智慧領域的產物，包括計算機視覺、機器學習、自然語言處理、語言識別技術、機器人技術。基於腦科學原理的智能機器人是具有感知、思維和行動的機器人，可獲取、識別、處理多種信息，自主完成較為複雜的操作任務。目前，信息產業解決各種認知應用的重要方向是發展神經網路晶元，對智能機器人提供硬體支撐，構建基於人工智慧的大數據採集、分析和應用體系是智能機器人獲得智力的基礎。

專家和學者們提出的這些寶貴的建議對我國的腦科學研究計劃的設計和實施具有十分重要的建設性意義，期望我國能夠及時制定並啟動腦科學研究計劃，為我國實現由「信息時代」向「腦智時代」的跨越做出貢獻。