編輯_耿黎明

腦科學＋人工智能
—— 開啟未來無限可能

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現(xiàn)在，人工智能已經(jīng)可以通過對話交流，對抑郁癥患者的效治療起到積極作用

隨著科技的飛速發(fā)展，研究大腦的技術(shù)手段也越來越趨向多樣化?，F(xiàn)代腦科學作為一門年輕的學科，在短時間內(nèi)得到了蓬勃發(fā)展。專家紛紛表示，腦科學與人工智能的交叉融合勢必引發(fā)新的科技革命和產(chǎn)業(yè)革命，在可預見的未來深刻影響人類的思維范式和生活方式，成為人類認識世界的全新視角。

腦科學與人工智能蓬勃發(fā)展

注意力是前普林斯頓大學、現(xiàn)任耶魯大學心理學系教授，認知神經(jīng)科學專家Turk-Browne一直以來的研究重心。從學習到工作，注意力在人類社會的各個領域中都扮演著至關(guān)重要的角色。遺憾的是，我們往往很難對自己的注意力進行把控。往往是課堂上被老師點名批評、或者直到與周圍的車輛發(fā)生碰撞，人們方才意識到自己的心不在焉。能夠及時發(fā)現(xiàn)走神，將注意力進行調(diào)整，對個人及社會都有著莫大的意義。Turk-Browne教授稱，以往對注意力開展研究的方式是對研究對象進行fMRI（功能性磁共振成像）掃描，進而對數(shù)據(jù)進行分析。

與醫(yī)院常見的MRI的結(jié)構(gòu)性成像不同，新興的fMRI是利用磁振造影來測量神經(jīng)元活動所引發(fā)的血液動力的改變，且對人體不造成任何損傷。然而，fMRI需要專業(yè)人員在實驗室中耗費數(shù)月乃至一年的時間來分析數(shù)據(jù)。

對于科學家們來說，這般漫長的過程無疑是不利于研究進行的。而通過實時fMRI，Turk-Browne教授指出，科學家們得以在短短數(shù)秒之內(nèi)展開數(shù)據(jù)分析。這就形成了一個閉環(huán)結(jié)構(gòu)，科學家們可以了解到人們大腦的實時活動，進而通過反饋影響實驗對象的大腦，而實驗對象最終的數(shù)據(jù)自然也會影響到科學家的分析結(jié)果。

張益肇博士從跨學科領域的角度闡述了人工智能與腦科學之間千絲萬縷的聯(lián)系。通過計算機視覺技術(shù)，人工智能得以通過一個人的動作來了解對方，通過互動引導自閉人群與外界的交流。

人工智能還可以在嬰幼兒時期對孩子的大腦進行掃描，配合數(shù)據(jù)分析，得出罹患自閉癥的概率，從而盡早對自閉癥進行治療，收到更好的預后效果。除了計算機視覺，人工智能的另一大領域就是自然語言理解。

現(xiàn)在，人工智能已經(jīng)可以通過對話交流，對抑郁癥患者的效治療起到積極作用。人工智能大顯身手的另一腦科學領域則是老年癡呆癥。無論是app上的測試還是MRI腦部掃描，都可以對老年人群進行未雨綢繆的關(guān)懷，盡可能降低老年癡呆癥對老年人生活質(zhì)量乃至壽命長度的危害。

科技創(chuàng)新讓一切不無可能

近日，在中科院學術(shù)會堂召開的“腦科學與人工智能”科學與技術(shù)前沿論壇上，中國工程院院士、中國人工智能學會理事長李德毅作了《自駕駛認知》報告。他認為，基于駕駛的圖靈測試可大大推動我國類腦研究和無人車的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。事實上，對腦認知的度量和測試一直是人工智能關(guān)注的焦點。

那么，為什么聚焦人的大腦？在會上，中科院外籍院士、中科院神經(jīng)科學研究所所長蒲慕明介紹說，人類大腦有1000億個神經(jīng)細胞，彼此之間由大量的神經(jīng)纖維連接成極為復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡。目前，腦科學最有待突破的就是理解人腦高級認知功能的神經(jīng)網(wǎng)路基礎，也是今后人工智能模擬人的發(fā)展方向。

顯然，對大腦的恰當模擬是制造出人工智能的關(guān)鍵。然而，直到現(xiàn)在我們對人腦工作原理的了解仍然十分粗淺，更談不上對它的精確模擬。蒲慕明表示，腦科學是人類理解自然界現(xiàn)象和人類本身的“最終疆域”，是本世紀最重要的前沿科學之一。當條件成熟時，腦科學同計算機科學的融合發(fā)展能夠更加緊密，沒有人能想象出它將會爆發(fā)出多大的能量。

腦科學能為人工智能帶來什么？專家介紹，腦科學可以為人工智能提供生理學原理、數(shù)據(jù)、機制等，并啟發(fā)更具通用性和自主性的人工智能新模態(tài)?！熬拖裰R遷移是人類天生的技能，機器模仿生物從熟悉領域到未知領域的學習方法，構(gòu)建跨領域、跨模態(tài)遷移學習模型，充分利用大量舊的已標注樣本和當前少量標記數(shù)據(jù)，訓練新模型，解決新問題?！敝锌圃涸菏?、中科院自動化研究所研究員譚鐵牛認為，只有充分借鑒腦科學、認知科學乃至心理學的先進成果，突破現(xiàn)有理論與方法固有的局限性，才能夠?qū)崿F(xiàn)人工智能模式識別理論與方法的創(chuàng)新。

譚鐵牛介紹，近幾十年人工智能的快速發(fā)展具體表現(xiàn)在一些智能算法，如深度學習的成功應用，其秘訣在于，構(gòu)建一個大型的數(shù)據(jù)庫及大規(guī)模計算能力的提高。如今，深度學習在人臉識別、語音識別上的精度甚至超過了人類。數(shù)據(jù)顯示，微軟、谷歌、百度的語音識別錯誤率已經(jīng)低于人類的5%，人工智能將繼續(xù)在語言、圖像和視頻處理等方面取得更大的進展。

反過來，人工智能能否啟發(fā)腦科學研究？在蒲慕明看來，答案是肯定的。人工智能可以為腦科學提供仿真模擬手段、系統(tǒng)與平臺，支持科學假設的驗證，并為其提供廣泛的應用前景?！澳X科學與人工智能的進一步交叉融合，有望在若干特色方向上取得突破，對探索人類的智能本質(zhì)、提升人類的智能極限、推動社會的智能化水平具有重要研究價值和應用前景?！逼涯矫髡f。

人類大腦的復雜與奇妙令人著迷，關(guān)于未來的展望則激動人心。在科學家的努力之下，科學之光照亮大腦的幽邃角落將只是時間問題。在科技創(chuàng)新的助力下，這一天已不再遙不可及。

（內(nèi)容來源_經(jīng)濟日報）