北京腦科學(xué)研究的成果轉(zhuǎn)化“基因”
■吳昊
由李德毅、高文等數(shù)十位院士、專家指導(dǎo)，中科院自動(dòng)化所、北京大學(xué)、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院等十多家單位參與，北京“腦科學(xué)研究”專項(xiàng)從設(shè)立之初，就帶著學(xué)科交叉、協(xié)同創(chuàng)新的“基因”。
2015年9月，北京市科委宣布啟動(dòng)“腦科學(xué)研究”專項(xiàng)工作，并確定將從腦認(rèn)知與腦醫(yī)學(xué)、腦認(rèn)知與類腦計(jì)算兩個(gè)方向重點(diǎn)開展研究。
盡管我國還沒有把腦科學(xué)研究提升到國家戰(zhàn)略層面，但北京的各個(gè)科研院所已開始深度融合。在推動(dòng)學(xué)科交叉、促進(jìn)協(xié)同創(chuàng)新的機(jī)制框架下，北京“腦科學(xué)研究”專項(xiàng)正不斷將研究成果轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)的創(chuàng)新力。
依托資源優(yōu)勢 研究初有成績
“腦科學(xué)研究是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是一個(gè)漫長的，需要逐漸深化、不斷深入的過程。”北京市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)主任閆傲霜表示。
路途雖漫長，腳步卻從未停滯。據(jù)了解，北京市早已在自然科學(xué)基金、G20工程、首都十大疾病科技攻關(guān)與管理、4G工程和精機(jī)工程等重點(diǎn)科技專項(xiàng)中布局了腦科學(xué)研究的相關(guān)工作。
國家自然科學(xué)基金、國家“973”計(jì)劃等相繼資助的多項(xiàng)重點(diǎn)支持腦科學(xué)基礎(chǔ)研究和腦重大疾病的應(yīng)用研究項(xiàng)目也取得了一批成果。
“北京在腦科學(xué)研究方面擁有全國最完整的學(xué)科布局。”閆傲霜表示，在腦認(rèn)知領(lǐng)域，北京擁有兩個(gè)國家級(jí)腦科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，分別在北京師范大學(xué)和中科院生物物理所。北京大學(xué)、清華大學(xué)也分別成立了腦科學(xué)研究所。
在腦醫(yī)學(xué)研究方面，北京擁有中國醫(yī)科院及北京協(xié)和醫(yī)院、解放軍總醫(yī)院、首都醫(yī)科大學(xué)及其附屬天壇醫(yī)院等一批腦醫(yī)學(xué)研究和腦疾病研究的優(yōu)勢機(jī)構(gòu)。在類腦計(jì)算方面，包括北京大學(xué)、清華大學(xué)、中科院自動(dòng)化所等在內(nèi)的全國骨干研究單位都在北京聚集。“北京一直將腦科學(xué)作為重點(diǎn)支持領(lǐng)域，近5年支持腦認(rèn)知和腦醫(yī)學(xué)相關(guān)經(jīng)費(fèi)1億多元。”軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院研究員范明在談到北京市發(fā)展腦科學(xué)研究時(shí)介紹，這大大提升了我國認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、腦重大疾病診療方面在國際上的影響力。
“類腦計(jì)算”全面發(fā)力
“中國在類腦計(jì)算方面已有十幾年的研究歷史。”北京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系主任黃鐵軍表示，北京大學(xué)微電子研究院從2006年開始研制神經(jīng)形態(tài)器件，2012年實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)突觸模擬器件。
中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研制出世界上首款深度學(xué)習(xí)處理器芯片，中國傳媒大學(xué)腦科學(xué)與智能媒體研究院和北京印刷學(xué)院等單位在神經(jīng)系統(tǒng)高效模擬、神經(jīng)形態(tài)器件印制等方面也有很好的工作基礎(chǔ)。
“‘類腦計(jì)算’的目標(biāo)是制造類腦計(jì)算機(jī)。”黃鐵軍說，一旦類腦計(jì)算機(jī)能夠產(chǎn)生部分類腦功能，揭示大腦智能奧秘也就為期不遠(yuǎn)了。
然而，要讓計(jì)算機(jī)產(chǎn)生類腦功能，并非易事。閆傲霜在北京大學(xué)調(diào)研腦科學(xué)和類腦研究時(shí)指出，要打破瓶頸，找到結(jié)合點(diǎn)，推動(dòng)學(xué)科交叉。
北京大學(xué)磁共振成像研究中心主任高家紅詳細(xì)介紹了中心專門用于腦科學(xué)研究的4臺(tái)高場磁共振成像儀和1臺(tái)腦磁儀，同時(shí)展示了心理學(xué)系的腦電、近紅外成像、穿顱磁刺激等實(shí)驗(yàn)儀器，信息學(xué)院研制的機(jī)器人和模擬神經(jīng)突觸的微納器件和光器件。
2015年，北京大學(xué)成立了由生命科學(xué)學(xué)院、信息科學(xué)學(xué)院、工學(xué)院、心理學(xué)系、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部等開展學(xué)科交叉研究的“腦科學(xué)與類腦研究中心”。“北大的跨學(xué)科、交叉合作研究很成功。”北京大學(xué)校務(wù)委員會(huì)副主任、IDG麥戈文腦科學(xué)研究所所長饒毅在腦科學(xué)研究和發(fā)展討論交流會(huì)上表示。
同時(shí)，清華大學(xué)成立了跨七個(gè)院系的“類腦計(jì)算研究中心”，從基礎(chǔ)理論、芯片、軟件系統(tǒng)展開全方位研究；中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所成立了“類腦智能研究中心”，融合腦與神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、智能科學(xué)、心理學(xué)、信息科學(xué)等多個(gè)學(xué)科，從認(rèn)知腦計(jì)算模型、類腦信息處理和類腦智能機(jī)器人三個(gè)主要方向展開研究。
“目前，集中北京地區(qū)大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)優(yōu)勢研究力量的十多項(xiàng)類腦計(jì)算研究項(xiàng)目已經(jīng)全面展開。”黃鐵軍表示。
推進(jìn)協(xié)同創(chuàng)新 促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化
“北京‘腦科學(xué)研究’專項(xiàng)的實(shí)施既要‘頂天’，鼓勵(lì)科學(xué)家攀登高峰，同時(shí)也支持‘立地’，注重現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。”閆傲霜提出。
據(jù)悉，為促進(jìn)腦科學(xué)研究成果轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)研究成果服務(wù)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，北京市科委將整合優(yōu)勢資源力量，建立以“腦科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新研究中心”為核心的工作組織模式，不僅鼓勵(lì)研究機(jī)構(gòu)內(nèi)部整合力量，更支持在北京地區(qū)用新體制、新機(jī)制整體構(gòu)建跨部門的腦科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新研究中心，同時(shí)成立以國內(nèi)外專家組成的專項(xiàng)指導(dǎo)組，把握腦科學(xué)專項(xiàng)研究總體布局和方向，推進(jìn)創(chuàng)新主體間協(xié)同創(chuàng)新，并建立產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新的工作模式，鼓勵(lì)企業(yè)早期進(jìn)入。
北京市計(jì)劃到2020年腦科學(xué)研究將推動(dòng)腦科學(xué)重大共性技術(shù)研究中心建設(shè)，形成跨部門、跨學(xué)科的“腦認(rèn)知與腦醫(yī)學(xué)”研究支撐平臺(tái)，建成支撐“腦認(rèn)知與類腦計(jì)算”基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)的四大類腦計(jì)算研究平臺(tái)，突破感知覺認(rèn)知、兒童腦發(fā)育與認(rèn)知發(fā)展、認(rèn)知老化、物質(zhì)依賴、失眠、腦疾病等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)。
北京市腦科學(xué)研究計(jì)劃到2025年對接國家腦科學(xué)研究，積極布局腦科學(xué)研究前沿技術(shù)，在腦認(rèn)知活動(dòng)神經(jīng)原理、腦健康水平提升、腦重大疾病預(yù)防治療、類腦計(jì)算機(jī)和類腦人工智能等方面取得重大突破，推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，將北京市建設(shè)成為全球有重要影響力的腦科學(xué)科技創(chuàng)新中心。
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