人脑信息处理和类脑智能研究进展

脑科学被视为理解宇宙、自然与人类关系的“终极疆域”，人类从未停止对人脑的探索以及对其运行机制的模仿。过去几个世纪，人类对人脑的解剖构造和人脑各部分的独特功能有了一定的认识，但对人脑的信息处理机制、智能的形成等问题还需要持续深入探索。同时，借鉴人脑的信息处理方式开展类脑智能研究，对扩展与应用人类智能具有重要作用，是人工智能的下一个发展目标。从人工智能技术视角提出了大数据驱动的人脑信息处理机制、多脑区协同的人类智能形成机制、多标志物联动的脑疾病发展机理、多模态融合的类脑深度计算机理等关键科学问题，并建议从多学科交叉融合、产学研合作促进、国际化交流共享、战略性规划部署及科研型人才培养等方面加强脑科学及类脑智能研究。     

媒体纵览

<正>科技日报美科学家培育出"微型人脑"美国俄亥俄州立大学的科学家宣称,他们在实验室中培育出了第一个几乎完全成型的人类大脑。这个大脑只有铅笔上的橡皮擦那么大,发育程度与一个5周大的胎儿大脑相当,没有任何意识,具备人脑绝大多数功能和几乎所有的人脑细胞类型,能像人脑一样进行基因表达,看上去就像是处于发育中的人脑。研究人员称,这种微型大脑将能帮助科学家测试新药,使他们获取更多关于阿     

信息与物质的相互作用

以人类语言与人脑共同进化为例,阐述了信息与物质之间可能存在的一种相互作用．阐述了为人类语言与人脑的共同进化提供证据的已有研究结果,包括人类脑皮层语言区、人类语言和人脑进化过程、人类语言进化的遗传学基础．以此为基础,建立了一个动力学模型,刻画了人类语言发展和人脑发育的相互促进过程:语言发展水平可通过语言相关的基因突变所导致的脑功能进步来提高,而突变基因能否被正向选择取决于语言发展水平,只有满足一定条件的突变基因才能被正向选择．因此,人类语言和人脑经历了一个共同进化过程,该过程为分析信息与物质的相互作用提供了一个途径．      

科学与人文：一种基于脑科学的解读

从人脑思维结构的角度,探讨科学理念与人文精神相互关系的基础,有助于人们更好地认识人类自身及人类社会的平衡发展。对人脑研究的结果表明,科学思维与艺术思维都是人脑在不同区域活动并相互作用的产物。科学家、艺术家正因为创造性地发挥了大脑的潜能,使左右脑协调一致,使抽象严谨的科学思维与想象联想的艺术思维相互激发,才做出了超凡的成就。只有用科学精神与人文思想武装头脑的人,才是既符合人自身的需求,又符合人类未来发展方向的人。     

科学家称已找到让人类大脑变大方法 未来更聪明

<正>"人脑的大小"与智力的关系一直是科学家研究的重要课题。现在,经过一系列突破性研究,科学家认为,他们已经找到了可以让人类大脑变大的方法,未来大头人将比现代人更聪明。人的大脑是人体中最微妙的智能器官。人脑和动物脑有着很大的不同,虽然从解剖学上看并无太大区别。首先,与其它几乎所有的动物相比,从大脑在体重中所占的比率来看,人类的大脑是比较大的;其次,人脑虽然只有1.5kg,但是却由140亿个神经元组成,极其复杂细致;第三,人类大脑的结构也远远比其它动物的复杂,大脑成比例地拥     

科技界声音

正通过研究从数据科学到电脑到智脑的演化,也许能从无数据到大数据建立人脑图谱,在移动计算和现有的大数据当中尝试"创造大脑",创造一个部分的功能或者仿真一个功能,使电脑向智脑转换。——中国科学院院士、北京航空航天大学校长怀进鹏中国新闻网[2014-10-26]我于2003年有幸入选"百人计划"。回首这十多年的科研历程,我深切地感到,"百人计划"是我的科学人生中不可或缺的重要篇章。十几年来,生物物理研究所通过人才引进,成功的实现了科研队伍的代际转移。可以说,没有"百人计划",就没有生物物理研究所今天的群星闪耀和稳步发展。     

浅析全脑时代的音乐教育

在二十一世纪这个崭新的时代,关于人脑的教育、开发与利用进入一个新的阶段,人类只有将左右脑均衡的开发利用,才能成为高智商的全脑人类。大脑的开发,特别是右脑,对于每一个人来说都没有绝对年龄上的限制,早从胎儿开始,晚至老年都可以。而非常行之有效的方法就是欣赏音乐。     

专家预测:50年后电脑芯片将置入人脑

英国一名著名的未来学家根据他进行的一项影响广泛的研究宣称,今后50年内人脑可能与计算机直接相联。英国电讯公司的高技术专家们预测,到2000年科学家将开始进行高性能硅芯片和人脑直接相连的开发工作,其途径可能是在芯片上培养神经细胞。 这种联系会使人凭借植入脑中的芯片随身携带整套的《百科全书》,使人脑以碳为基础的记忆结构和计算机的硅芯片发生直接的联系。种联系还会大大增强大     

神 经 网 络

神经网络人工神经网络简称神经网络（ＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋ），是用大量简单的处理单元广泛连接组成的复杂网络，是在现代生物学研究人脑组织所取得的成果基础上提出的，用以模拟人类大脑神经网络结构和行为。它的研究成果显示了人工神经网络具有人脑功能的基本特征...     

科学智慧面临自我挑战

科学在其发展成熟的过程中,经常面临着退化的威胁。随着时间的推移,这种可能性也与日俱增。如何解决和处理自身发展所带来的退化问题,这便是人类科学智慧所面临的自我挑战。来自脑科学研究领域的挑战人脑作为思维器官,是一切智慧活动的基础。然而,由于人脑结构极其复杂,其功能又和神经细胞的动态活动过程相关,因而过去长时期内被蒙上了一层神秘的面     

人脑植入芯片的“电脑人”

人脑的潜力有多大,至今还是个迷,一个神秘莫测的世界。在揭示人脑的奥秘中,自60年代以来,已有15名对脑科学作出重大贡献的人荣获诺贝尔奖。随着电脑功能的不断深化和完善,当今,科学家们又在探索人类科学发展史上最伟大的创举,把细微的芯片直接植入人脑,实现电脑与人脑的“联机”,从而产生“联机效应”,使人类进化为“电脑人”。 权威的专家纷纷预言,这一愿     

热点排行(新闻时段2015-07-01至2015-07-15)

<正>1南开大学起跑中国首辆"脑控汽车"[核心媒体报道频次:25/30]15日,南开大学的研究人员通过脑电设备,捕捉人在集中注意力时产生的脑电信号,利用脑电信号识别系统分析人的驱车意图并向汽车发送操控指令,以此实现人脑控制汽车的目的。该研发成果,在中国首次实现了人脑驱车及脑电信号与汽车系统的"连结",有望彻底改变"手""脚"并用的驾车模式。2人类首次近距离观察冥王星,"新视野"号发回史上最清晰冥王星照片[核心媒体报道频次:24/30]14日19时,"新视野"号历经9年,飞行48亿km后,在距离冥王星12500 km的位置上掠过,拍摄下了迄今为止最为清晰的冥王星图像。传回的照片上心形暗斑清晰可见,"冥王之心"被命     

电脑芯片将置入人脑

英国电讯公司的高技术专家们预测,到2000年科学家将进行把高性能硅芯片和人脑直接相连的开发工作,其途径可能是在芯片上培养神经细胞。这种联系会使人凭借植入脑中的芯片随身携带整套的《百科全书》,使人脑以碳为基础的记忆结构和计算机的硅芯片发生直接联系。这种联系还会大大增强大脑的功能。因为这     

任务背景下腹侧注意功能网络的fMRI研究

基于静息状态的功能磁共振成像(functional MRI,fMRI)已经成为当前人脑功能研究的重要手段之一,本研究采用任务背景来获取一种更为"纯净"的静息状态,其中脑区的"任务背景"被定义为那些不会激活感兴趣脑区的任务.由于到目前为止还不清楚在"任务背景"下人脑除默认网络外的其他"高级"功能网络内部是否被中断,本文研究了人脑听觉背景下腹侧注意网络内部的功能连接.结果表明在听觉背景下该网络内部存在显著的功能连接,这一结果说明简单的感觉任务不会中断人脑的腹侧注意网络.本研究首次证明在任务背景下,除默认网络之外,人脑还有一些高级功能网络内部存在显著功能连接.     

脑发育的可塑性及其在行为进化中的作用

提出哺乳动物的大脑皮层在早期发育具有一定的可塑性，其意义在于它有助于摆脱本能的限制，为学习行为的发展创造条件。本文综合脑的可塑性及大脑半球非对称性的有关材料提出，人的幼脑在语言功能方面同样具有可塑性，刚出生的人脑在语言功能方面仅仅具有一定的发育潜能。正是出生的新的社会环境，特别是人的语言环境启动了这种潜能，使之得到发展。一个有语言和思维能力的人脑不仅是遗传的产物，也是早期社会体验的产物。     

探索思维的力量探索思维的力量:脑机接口研究现状与展望

脑机接口通过解码人类思维活动过程中的脑神经活动信息,构建人脑与外部世界的直接信息传输通路。近20年来,脑机接口领域迎来了快速发展,取得了一系列重要研究与应用成果。本文从信息交流与控制、功能康复与增强、状态识别与监测3个主要发展方向综述了脑机接口的研究现状,并对脑机接口的发展所面临的机遇和挑战进行了展望。     

记忆之谜——为什么有记忆和遗忘？探究记忆的本质

脑内什么地方储存记忆，又是怎样储存的？这大概是谁都曾经想过而且也希望知道答案的问题。遗憾的是，没有人能够完全回答这个问题。甚至连那些每天都在进行脑科学研究的科学家，至今也还没有找到最终答案。 涉及人脑的问题难以回答，一点也不奇怪。人类的脑有1000亿个神经细胞．每一个神经细胞又长有成千上万只“手”，而这些“手”彼此牵拉，每秒钟又要进行几十次以上的“交流”。我们的脑就是如此复杂。这倒不是因为这是一个“用脑来理解脑的活动是否可能”的哲学问题，而是要搞清楚这个问题实在是太难了。 但是科学家没有被困难吓倒。现在已经知道，揭开记忆之谜的钥匙就隐藏在这种“交流”之中。有关的研究工作正在踏踏实实地进行，尤其在分子层次的研究，已经取得了不少的成果。记忆的本质是什么？研究人脑的科学家目前感到困惑的问题又是什么？[编者按]     

欧美地区“脑计划”发展趋势

“脑计划”项目目前已在世界多个国家启动实施.美国和欧盟分别提出“通过推动创新型神经技术开展大脑研究计划”和“人脑计划”,旨在用信息化手段推动人类大脑的研究与疾病防治. 大脑是人体中最复杂、最重要的器官之一,人类对脑奥秘的探究从未停止.美国《科学》杂志在创刊125周年之际,提出在未来25年里需要解决的125个重大科学问题,其中有18个属于脑科学研究范畴.当前及未来很长一段时间内,脑科学研究是政府、科学界、产业界共同关注的前沿热点领域.     

新书窗

《中国医学起源新论》严键民著《中国医学起源新论》,站在远古基础医学和临床医学之上,对中国医学的起源、发展的本质与现代医学的区别进行了开创性的综合研究。该著汇集了作者一生的研究成果,费时近30年的时间写出了这本高质量的专著关于医学起源问题的研究,在学术界还是个冷壁的空间,但它却是一个重要的不能回避的有价值的研究课题。医药知识既不是圣贤的独家发明,也不可用“劳动创造了医药知识”来作简单的概括,它是人类在长期求生存的斗争历程中不断形成的。作者运用历史学、人类学、考古学、语言学、文字学的研究方法,阅读了大量的资料,进行了认真的思考,对医学起源问题作了比较深入的研究。他提出了“人脑组织结构的进化是产生医学知识的基本条件”,“只有当脑窬量及组脑织内站结构发展到一事实上程度,人类才有思考医事活动的可能”的独到见解。并且进一步提出“原始医学知识的起源,除了需要大脑容量,大脑生理功能发育到一定水平外     

科学家首次拍出人脑工作照片

科学家首次拍出人脑工作照片美国华盛顿大学雷奇尔博士为首的研究人员，用特制的Ｘ光扫描器把人脑在进行回忆活动时的照片拍摄了下来。这是科学家拍摄的世界上第１张人脑在进行工作时的照片。他们在拍摄过程中，对人类的记忆功能有重大发现。科学家早就知道，人的记忆是在...