■本報(bào)記者 姜澎

請(qǐng)大開腦洞設(shè)想一下：當(dāng)我們可以模擬出人腦后，接下去，會(huì)發(fā)生什么？

在復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院，院長(zhǎng)馮建峰介紹用數(shù)學(xué)方法模擬大腦實(shí)驗(yàn)的最新進(jìn)展：“2018年，我們搭建出了由7000萬(wàn)個(gè)脈沖神經(jīng)元組成的‘馮腦’,隨后它開始加速發(fā)育，現(xiàn)在已有200億個(gè)神經(jīng)元，年底前預(yù)計(jì)神經(jīng)元可達(dá)千億個(gè)。”

“馮腦”，即馮建峰用以模擬的數(shù)字大腦。有趣的是，這個(gè)數(shù)字大腦的“樣板”正是他自己——擁有860億個(gè)神經(jīng)元的人腦。

擁有200億個(gè)神經(jīng)元的“馮腦”在沒有任何任務(wù)的靜息狀態(tài)下，和馮建峰自己的大腦相比，神經(jīng)元之間的鏈接活動(dòng)有92%相似；而當(dāng)馮建峰看一張照片、大腦進(jìn)入圖片信息處理狀態(tài)，“馮腦”也同時(shí)處理這張照片信息時(shí)，兩者的活動(dòng)有77%相似。

加快建設(shè)人工智能發(fā)展的“上海高地”，基礎(chǔ)研究極其重要。上海市市級(jí)重大科技專項(xiàng)“腦與類腦智能基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究”實(shí)施三年，迎來(lái)階段性重要成果。不斷成長(zhǎng)的“馮腦”正是其中之一。

一個(gè)科研項(xiàng)目從零開始時(shí)，可以選擇的研究路徑有很多。類腦智能項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)也不例外，同樣面臨選擇：是以應(yīng)用為成果出口，還是以科學(xué)家的自由探索為出口。最終，聯(lián)合了各個(gè)不同領(lǐng)域1200多名科學(xué)家的項(xiàng)目組，選擇了以應(yīng)用為出口，從應(yīng)用需求來(lái)倒推類腦人工智能的發(fā)展路徑。

據(jù)悉，該項(xiàng)目由復(fù)旦大學(xué)和張江實(shí)驗(yàn)室牽頭，中科院微系統(tǒng)所、華山醫(yī)院共同承擔(dān),100多家國(guó)內(nèi)外高校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)以及醫(yī)院等合作單位參與。

根據(jù)國(guó)家的戰(zhàn)略需求和三大應(yīng)用出口，項(xiàng)目部署了幾個(gè)主要方向，分別是腦智能與算法、腦疾病、類腦智能與芯片；項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化出口，鎖定為精準(zhǔn)醫(yī)療、智能決策和智能機(jī)器。

回看人工智能發(fā)展的歷史，人工智能算法論文最早發(fā)表在心理學(xué)、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)期刊上，而非數(shù)學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)等期刊上。在馮建峰看來(lái)，這實(shí)際意味著，早期人工智能研究，很多想法正來(lái)自腦科學(xué)研究。“這也是為什么針對(duì)上述三個(gè)產(chǎn)業(yè)化出口，必須解決的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)支撐是腦疾病智能診療技術(shù)體系、智能機(jī)器技術(shù)體系和智能決策技術(shù)體系——?dú)w根到底，要發(fā)展強(qiáng)人工智能或類腦人工智能，最可行的路徑就是模擬人腦?！?/p>

另一個(gè)項(xiàng)目的重要成員單位——復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院，也構(gòu)建起了一個(gè)三萬(wàn)多人的隊(duì)列，目前擁有50多萬(wàn)份保存在液氮中的腦樣本，而其建設(shè)目標(biāo)是“構(gòu)建100萬(wàn)份腦樣本的樣本庫(kù)”。

項(xiàng)目組重要成員、華山醫(yī)院院長(zhǎng)毛穎介紹，平均年齡80歲以上的全腦樣本也已入庫(kù)，這將為研究人腦的退化，乃至帕金森病的發(fā)生和發(fā)展提供幫助。而建設(shè)中的隊(duì)列以及樣本庫(kù)中樣本分析的大數(shù)據(jù)、疊加深度學(xué)習(xí)技術(shù)和不斷升級(jí)的算法，將推動(dòng)腦疾病的預(yù)防、診治；同時(shí)，這些研究也將一并反過(guò)來(lái)推動(dòng)算法、類腦智能的進(jìn)一步發(fā)展。

當(dāng)不同領(lǐng)域的科學(xué)家打破學(xué)科壁壘，收獲的成果超出預(yù)期。

在困擾醫(yī)學(xué)界的抑郁癥和精神分裂癥的診療方面，項(xiàng)目組研究發(fā)現(xiàn)，抑郁癥和人腦的“獎(jiǎng)懲系統(tǒng)”失衡有關(guān)，而精神分裂癥的發(fā)生，則是因?yàn)槿说淖笥掖竽X發(fā)展出現(xiàn)了平衡問題。對(duì)于多動(dòng)癥以及罕見病亨廷頓病等，項(xiàng)目組也都有論文發(fā)表在頂尖科學(xué)期刊。

不過(guò)，正如毛穎所說(shuō)，當(dāng)前最重要的，是讓科研成果盡早投入應(yīng)用，給人類帶來(lái)福祉?！爱?dāng)我們建立起隊(duì)列，并對(duì)收集到的數(shù)據(jù)詳細(xì)分析后，可以逐步對(duì)大腦疾病進(jìn)行早期預(yù)警、干預(yù)、隨訪?！被陉?duì)列，在臨床疾病診療領(lǐng)域，新成果不斷。以腦瘤為例，毛穎介紹，目前已建的相關(guān)腦樣本庫(kù)堪稱世界上最大的樣本庫(kù)之一，對(duì)應(yīng)每一個(gè)病人生存的終點(diǎn)和他們?cè)谡麄€(gè)過(guò)程中的表現(xiàn)，這些都將為今后的新藥研發(fā)和治療決策提供支持。

對(duì)帕金森疾病的腦機(jī)制研究，也在進(jìn)展之中。華山醫(yī)院的帕金森疾病診療研究團(tuán)隊(duì)基于隊(duì)列的大數(shù)據(jù)，還建有一個(gè)公益網(wǎng)站，提供對(duì)大腦退行性疾病進(jìn)行照顧、治療和管理的支撐。此外，團(tuán)隊(duì)還與其他國(guó)家共同推出了全球首個(gè)老年癡呆循證預(yù)防指南。

從腦疾病到腦功能機(jī)制再到人工智能算法，類腦人工智能正離我們?cè)絹?lái)越近。

在智能決策支持領(lǐng)域，類腦智能用于上汽集團(tuán)的混合車輛裝卸與線路規(guī)劃平臺(tái)，解決了汽車物流供應(yīng)鏈中最復(fù)雜的零部件物流運(yùn)輸路徑和裝載的組合優(yōu)化難題，計(jì)算時(shí)間從42小時(shí)降到5分鐘，運(yùn)行成本每年節(jié)省金額達(dá)數(shù)億元。