张旭院士：用脑科学研究推开人工智能产业的大门︱构建“上海大脑”

在上海，有一个颇具前瞻性的原创项目“上海脑-智工程”。这个项目于2014年启动，中国科学院院士张旭是项目负责人。他说，希望搭建一个开放的体系，利用好各类资源、进行开拓性的实践，进而在脑科学人工智能的研究和开发上，真正起到引领作用。张旭，也是《士说新语·院士谈未来》第二集的主角。他说，研究人类大脑，就是掌握了一把打开人工智能产业的金钥匙。

上世纪80年代，美国科学家卡弗·米德首次提出了类脑智能的概念。受大脑神经运行机制和认知行为机制的启发，人类可以通过计算建模，在软硬件的协同下，实现机器智能，这是发展人工通用智能的计算基石。那么，我国对类脑智能的发展进展到了什么程度？我们会面临哪些困难呢？张旭表示，人工智能的大脑和人类的大脑，两者间的神经环路以及信息传递的原理有很多类似的地方，“比如在人类大脑的认知过程中，有感觉、学习记忆，想象力和语言。而在人工大脑中，有类似触觉的信号接收、传递、编码存储，这些更像计算机的信息传递系统以及分析系统。”所以，在推进人工智能的过程中，如何把生物的神经元与人工的“神经元”连接起来，形成一个信息系统，是关键。

由此，引出了下一个问题，那就是“如何了解大脑、如何解析大脑”。张旭表示，“这就需要创新性的工具，能够实时、快速观察到人脑结构，及其对外周刺激的反应”，也就是人脑功能检测技术。影像学的技术、脑机接口的突破、以及构建脑联接图谱都成为了研究人脑的工具。

当然，所有的一切都基于人才。张旭说，“我们最需要的是跨学科的融合”、“学科交叉型人才太缺了”。就拿人工神经元来举例，“它是类脑科学原理、神经科学原理、计算机技术、类脑智能算法等各方面融合研发的产物。需要脑科学家、计算机科学家、数学家等信息技术的设计人员、芯片设计人员共同努力。”张旭表示：“我最担心的，就是大家各自为政，企图以一己之力解决各种难题”，脑科学的研究是一个人类共同的课题，必须要有一个开放、合作、包容的体系。只有这样，脑科学才能渗透到各个行业，进行更广阔、更深度、更有前景的交叉融合。

其实，2014年脑-智工程刚启动的时候，没有人能联想到脑神经与人工智能之间的关系，而如今，发展路径变得清晰起来。作为一个长期重点发展领域，“脑科学”在“十四五”规划中被列为国家战略性前沿科技与研究方向。而在上海，“脑智能产业”已经被明确为重点打造的未来产业之一，正在实施的脑图谱大科学项目也进展顺利。这个项目是全球性的脑科学合作项目，张旭表示，“按照规划，力争在2025年完成小鼠、2035年完成猕猴的全脑介观神经联接图谱绘制。”未来15年内，我国的脑认知基础研究、类脑研究和脑重大疾病研究，将达到国际先进水平，上海脑-智工程也将形成三大集群——国际知名度的人脑认知研究机构集群、国际引领性的脑智技术研发中心集群、全球竞争力的脑智科技创新企业集群。上海将借此打造以人脑数据、影像、感认知技术为基础的智能服务体系，逐步形成具有人类智慧并能提供全球服务能力的“上海大脑”。

2023年4月29日起，每周六晚9点，锁定第一财经，收看《士说新语》第二季 ——“院士谈未来”。