神經(jīng)計(jì)算與腦機(jī)交互團(tuán)隊(duì)的多模態(tài)神經(jīng)信息編解碼研究

中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所神經(jīng)計(jì)算與腦機(jī)交互團(tuán)隊(duì)何暉光等人將大腦、視覺(jué)和語(yǔ)言知識(shí)相結(jié)合，通過(guò)多模態(tài)學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)了從人類(lèi)腦活動(dòng)中零樣本地解碼視覺(jué)新類(lèi)別。相關(guān)成果發(fā)表于《IEEE模式分析與機(jī)器智能匯刊》（IEEE TPAMI）。文章提出“腦-圖-文”三模態(tài)聯(lián)合學(xué)習(xí)框架，在使用實(shí)際呈現(xiàn)的視覺(jué)語(yǔ)義特征的同時(shí)，加入與視覺(jué)目標(biāo)對(duì)象相關(guān)的更豐富的語(yǔ)言語(yǔ)義特征，以更好地解碼腦信號(hào)。研究證明，從人腦活動(dòng)中解碼新的視覺(jué)類(lèi)別是可以實(shí)現(xiàn)的，并且精度較高；使用視覺(jué)和語(yǔ)言特征的組合比僅使用其中之一的解碼表現(xiàn)更好；在人腦語(yǔ)義表征過(guò)程中，視覺(jué)加工會(huì)受到語(yǔ)言的影響。

文章提出的“腦-圖-文”三模態(tài)聯(lián)合學(xué)習(xí)框架（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所網(wǎng)站）

面向邊緣傳感器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器研究

北京大學(xué)人工智能研究院類(lèi)腦智能芯片研究中心唐希源研究員課題組發(fā)布了一種最新研制并實(shí)現(xiàn)的增量型縮放式模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片。相關(guān)成果發(fā)表于《2023年IEEE國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議》（ISSCC2023）。對(duì)于部署到真實(shí)世界的邊緣端智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，它對(duì)真實(shí)世界的聲音、圖像乃至生物電等信號(hào)（模擬信號(hào)）的感知和探測(cè)都需要依靠傳感芯片來(lái)進(jìn)行。針對(duì)縮放式模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)面臨的帶寬和驅(qū)動(dòng)需求的挑戰(zhàn)，論文從縮放式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的架構(gòu)和電路方面進(jìn)行創(chuàng)新，提出新的設(shè)計(jì)方法。新款芯片大幅降低模數(shù)轉(zhuǎn)換所需采樣操作的頻次，可廣泛應(yīng)用于包括語(yǔ)音、監(jiān)測(cè)等多種邊緣端傳感場(chǎng)景。

生物相容性超級(jí)二極管研究

蘭州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院蘭偉教授團(tuán)隊(duì)與香港理工大學(xué)柴揚(yáng)教授團(tuán)隊(duì)合作，開(kāi)發(fā)出一種基于氧化鉬電極的電容式離子二極管。相關(guān)成果發(fā)表于《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）。雖然腦機(jī)接口技術(shù)得到了快速發(fā)展，但是人腦與計(jì)算機(jī)的雙向溝通距離實(shí)用化水平還存在差距；要真正實(shí)現(xiàn)生物系統(tǒng)和電子設(shè)備之間的信息交互，還需設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)具備邏輯運(yùn)算功能的器件來(lái)完成信息的傳輸、處理和反饋，比如電容式離子二極管。然而，目前電容式離子二極管存在電極材料和電解液的局限。新構(gòu)建的電容式離子二極管可以在“與門(mén)”和“或門(mén)”兩類(lèi)邏輯運(yùn)算電路里高效穩(wěn)定工作，在未來(lái)基于離子電子耦合電路的腦機(jī)接口領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。

揭示神經(jīng)調(diào)質(zhì)腺苷的釋放及調(diào)控機(jī)制

北京腦科學(xué)與類(lèi)腦研究中心羅敏敏團(tuán)隊(duì)聯(lián)合北京大學(xué)李毓龍團(tuán)隊(duì)，利用新型熒光探針研究了神經(jīng)元活動(dòng)引發(fā)腺苷釋放的細(xì)胞及分子機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于《美國(guó)科學(xué)院院刊》（PNAS）。腺苷是一種重要的信號(hào)分子，在睡眠、學(xué)習(xí)記憶、心血管功能及免疫反應(yīng)等過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。異常的腺苷信號(hào)往往伴隨著疼痛、癲癇、中風(fēng)及神經(jīng)退行性疾病?？茖W(xué)家對(duì)胞外腺苷的功能研究已經(jīng)非常深入，然而對(duì)于腺苷釋放如何被調(diào)控這一問(wèn)題，始終存在爭(zhēng)議。文章發(fā)現(xiàn)，在海馬中神經(jīng)元活動(dòng)誘導(dǎo)的胞外腺苷升高主要是由神經(jīng)元釋放的，腺苷主要由突觸后直接釋放，而非突觸前；基于在突觸前膜有豐富的腺苷受體表達(dá)，表明突觸后釋放的腺苷是一個(gè)潛在的逆行調(diào)控分子。