張旭

腦科學(xué)是以腦為研究對(duì)象的多學(xué)科匯合的新興研究領(lǐng)域，是研究人、動(dòng)物和機(jī)器的認(rèn)知與智能的本質(zhì)與規(guī)律的科學(xué)。人類(lèi)正經(jīng)歷一場(chǎng)向智能社會(huì)的革命性轉(zhuǎn)變。在初步擁有了人類(lèi)的“生命藍(lán)圖”——基因組學(xué)之后，人類(lèi)開(kāi)始描繪“智力藍(lán)圖”，其最核心內(nèi)容是理解認(rèn)知大腦高級(jí)功能的物質(zhì)及結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，在防治認(rèn)知障礙性疾病的同時(shí)，發(fā)展人工智能和認(rèn)知技術(shù)并廣泛應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)由“信息時(shí)代”向“腦智時(shí)代”的跨越。在這個(gè)時(shí)代變遷之際，《中國(guó)科學(xué)：生命科學(xué)》邀請(qǐng)神經(jīng)科學(xué)、人工智能、生物醫(yī)學(xué)工程等研究領(lǐng)域的專(zhuān)家和學(xué)者，就我國(guó)未來(lái)腦科學(xué)研究和人工智能技術(shù)開(kāi)發(fā)發(fā)表見(jiàn)解和建議，并編成此專(zhuān)題正式發(fā)表。

腦認(rèn)知功能是通過(guò)大腦內(nèi)大量神經(jīng)元極端復(fù)雜的聯(lián)結(jié)以模塊化的多層次結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這一復(fù)雜性在微納米尺度表現(xiàn)為突觸連接的分子構(gòu)架與信號(hào)傳遞，在百微米尺度表現(xiàn)為大腦皮質(zhì)功能柱等局域神經(jīng)回路與信息編碼，而在宏觀尺度則表現(xiàn)為不同腦區(qū)的聯(lián)結(jié)與認(rèn)知功能的實(shí)現(xiàn)。專(zhuān)家和學(xué)者們認(rèn)為解析“腦認(rèn)知功能網(wǎng)絡(luò)”是最終闡明智力及其障礙的必由之路，研發(fā)新的腦研究技術(shù)和方法，將揭示腦的工作原理、認(rèn)識(shí)人類(lèi)自身，提升和擴(kuò)展人的智力和創(chuàng)造性，推動(dòng)智能科學(xué)技術(shù)進(jìn)步。

兒童腦發(fā)育缺陷、孤獨(dú)癥、成年人的抑郁癥、老年性神經(jīng)退行性疾病等造成各種認(rèn)知和智力損害，或者情感和心理缺陷，缺乏預(yù)防、臨床診斷和治療的技術(shù)方法，是人類(lèi)需要解決的主要腦科學(xué)和醫(yī)學(xué)問(wèn)題。專(zhuān)家和學(xué)者們認(rèn)為，對(duì)腦認(rèn)知功能調(diào)控機(jī)理的深入理解，特別是應(yīng)用現(xiàn)代遺傳學(xué)和分子生物學(xué)技術(shù)研究與認(rèn)知功能相關(guān)的各類(lèi)神經(jīng)元的發(fā)育、病變和衰老過(guò)程，研究膠質(zhì)細(xì)胞在腦疾病中的作用，以及對(duì)人類(lèi)認(rèn)知和智力損害性疾病病因分析和藥物靶標(biāo)篩選，將引領(lǐng)新的診斷和治療技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，提高人類(lèi)的生活質(zhì)量。

人工智能是要實(shí)現(xiàn)所有目前必須借助人類(lèi)智慧才能實(shí)現(xiàn)的任務(wù)的集合。專(zhuān)家和學(xué)者們指出，認(rèn)知技術(shù)是人工智能領(lǐng)域的產(chǎn)物，包括計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理、語(yǔ)言識(shí)別技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)。基于腦科學(xué)原理的智能機(jī)器人是具有感知、思維和行動(dòng)的機(jī)器人，可獲取、識(shí)別、處理多種信息，自主完成較為復(fù)雜的操作任務(wù)。目前，信息產(chǎn)業(yè)解決各種認(rèn)知應(yīng)用的重要方向是發(fā)展神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片，對(duì)智能機(jī)器人提供硬件支撐，構(gòu)建基于人工智能的大數(shù)據(jù)采集、分析和應(yīng)用體系是智能機(jī)器人獲得智力的基礎(chǔ)。

專(zhuān)家和學(xué)者們提出的這些寶貴的建議對(duì)我國(guó)的腦科學(xué)研究計(jì)劃的設(shè)計(jì)和實(shí)施具有十分重要的建設(shè)性意義，期望我國(guó)能夠及時(shí)制定并啟動(dòng)腦科學(xué)研究計(jì)劃，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)由“信息時(shí)代”向“腦智時(shí)代”的跨越做出貢獻(xiàn)。