久久国产精品久久久久久,国产精品自在自线,日韩在线一区二区三区,91欧美秘密入口

社科網(wǎng)首頁(yè)|客戶(hù)端|官方微博|報刊投稿|郵箱 中國社會(huì )科學(xué)網(wǎng)
中國社會(huì )科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟研究所

腦科學(xué)和類(lèi)腦智能的發(fā)展前景展望

2023年09月20日來(lái)源:《人民論壇》2023年16期    作者:楊丹輝

摘要腦科學(xué)和類(lèi)腦智能作為人類(lèi)發(fā)現自身機能、激活終極創(chuàng )造力的源頭,是現代科學(xué)研究最具挑戰性的領(lǐng)域之一。隨著(zhù)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展,世界主要經(jīng)濟體競相加大投入力度,前瞻布局“腦計劃”,大國科技競爭呈現向基礎端前移的態(tài)勢。近年來(lái),我國腦科學(xué)研究日益活躍,確立了“一體兩翼”的研究體系和戰略架構,在“理解腦、修復腦、模擬腦”三個(gè)方向上積極尋求突破。鑒于腦科學(xué)的基礎性、系統性和復雜性,應做好頂層設計,加強協(xié)同創(chuàng )新,鼓勵開(kāi)展多學(xué)科交叉研究,推動(dòng)生命科學(xué)、醫療健康、人工智能等前沿科技創(chuàng )新和未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,促使腦科學(xué)和類(lèi)腦智能的重大成果持續惠及產(chǎn)業(yè)變革、人類(lèi)健康和社會(huì )進(jìn)步。

關(guān)鍵詞:腦科學(xué);類(lèi)腦智能;前沿科技;未來(lái)產(chǎn)業(yè);前瞻布局

基金:中國社會(huì )科學(xué)院創(chuàng )新工程項目“新興產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展研究”(項目編號:GJCX202001)階段性成果。

 

人腦擁有近1000億個(gè)神經(jīng)元和約100萬(wàn)億個(gè)連接,可稱(chēng)得上是已知宇宙當中最復雜的構件,也是人類(lèi)區別于其他生物最具標識性的功能器官之一。科學(xué)、全面地破解人腦之謎,不僅有助于找出困擾生命健康的諸多疾患之癥結所在,而且將有力地推動(dòng)類(lèi)腦智能的深度開(kāi)發(fā)利用。千百年間,人類(lèi)從未停止過(guò)對大腦的探索。近現代醫學(xué)、生物學(xué)體系逐步完善帶動(dòng)了人腦研究不斷向縱深發(fā)展。伴隨著(zhù)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革浪潮,世界主要經(jīng)濟體紛紛加大投入力度,前瞻布局腦科學(xué)和類(lèi)腦智能,力圖揭示人腦的生命密碼和工作機理,引領(lǐng)生命科學(xué)、醫療健康、仿生科技、人工智能、軍事安防等前沿科技和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng )新發(fā)展。

世界主要經(jīng)濟體推出“腦計劃”的主要進(jìn)展及影響

第一,世界主要經(jīng)濟體“腦計劃”發(fā)展現狀。腦科學(xué)是研究大腦結構和功能的學(xué)科,旨在發(fā)現人與動(dòng)物認知、意識、智能的本質(zhì)及其規律,被視為理解人和自然的“終極疆域”。過(guò)去十余年間,世界主要經(jīng)濟體的大規模投入、高密度布局將腦科學(xué)推向了全球創(chuàng )新熱點(diǎn)和科技競爭焦點(diǎn)。2013年,歐盟、美國幾乎同步啟動(dòng)了腦科學(xué)計劃。其中,歐盟的“人腦計劃”(Human Brain Project)首期獲得了來(lái)自“未來(lái)和新興技術(shù)旗艦項目”10億歐元的資助,該計劃意在發(fā)揮歐洲領(lǐng)先科研基礎設施的優(yōu)勢,在神經(jīng)科學(xué)、計算機以及與腦科學(xué)相關(guān)的醫學(xué)領(lǐng)域開(kāi)展為期10年的科學(xué)探索和研發(fā)創(chuàng )新。同年,美國推出了“創(chuàng )新性神經(jīng)技術(shù)大腦研究”計劃(Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies,簡(jiǎn)稱(chēng)BRAIN),這項雄心勃勃的美國版“腦計劃”投入研究經(jīng)費總計高達近50億美元,設立了生成多尺度大腦圖譜、認清人腦基本功能及工作原理、展示個(gè)體腦細胞和復雜神經(jīng)環(huán)路時(shí)空相互作用機制等宏大且具象的科學(xué)目標。繼歐盟和美國之后,日本于2014年發(fā)布了名為“綜合神經(jīng)技術(shù)用于疾病研究的腦圖譜”(Brain Mapping by Integrated Neurotechnologies for Disease StudiesBRAIN/MINDS)的腦科學(xué)計劃,由日本文部科學(xué)省、日本醫學(xué)研究與發(fā)展委員會(huì )在10年內提供3.65億美元經(jīng)費,用于繪制靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物(狨猴)的腦圖譜,為精準了解人腦機理打下科學(xué)基礎。

張學(xué)博、袁天蔚、張麗雯、朱成姝、熊燕、阮梅花:《2022年腦科學(xué)與類(lèi)腦智能發(fā)展態(tài)勢》,《生命科學(xué)》,2023年第1期。

第二,主要經(jīng)濟體推出“腦計劃”的內在動(dòng)因。除了美國、歐盟、日本,加拿大、澳大利亞、韓國等國家和地區也先后制定了獨立的腦科學(xué)和類(lèi)腦智能計劃,或者做出了跟隨性的策略安排。值得注意的是,對人腦的深入研究及相關(guān)領(lǐng)域成果的集中產(chǎn)出業(yè)已持續了半個(gè)多世紀,此番主要科技和工業(yè)大國不約而同地實(shí)施“腦計劃”,背后有著(zhù)更深層的動(dòng)因。首先,從科學(xué)史的角度觀(guān)察,經(jīng)過(guò)數輪科技革命,人類(lèi)越來(lái)越迫近認知的“前沿線(xiàn)”。對于那些有關(guān)宇宙演化和生命本源的“根問(wèn)題”,只有調動(dòng)、集成多學(xué)科的知識積累,通過(guò)數理科學(xué)與生命科學(xué)、信息技術(shù)與材料科學(xué)、工程學(xué)與醫學(xué)的深度融合,才能實(shí)現顛覆性創(chuàng )新,獲得實(shí)質(zhì)性突破,這也意味隨著(zhù)重大科學(xué)發(fā)現和關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng )新對團隊的依賴(lài)程度顯著(zhù)提高,政府的戰略布局和創(chuàng )新規劃將在科學(xué)發(fā)展和科技競爭中發(fā)揮日益重要的作用。腦科學(xué)恰恰屬于人類(lèi)認清自我的“根問(wèn)題”,僅靠個(gè)人單打獨斗幾乎不可能攻克腦科學(xué)和類(lèi)腦智能及其細分領(lǐng)域的科學(xué)難題,也很難走完科技成果產(chǎn)業(yè)化過(guò)程,政府主導的大型腦科學(xué)研究項目在一定程度上有利于撬動(dòng)多元化的社會(huì )資本和科研資源,分散基礎研究難度大、投入多、周期長(cháng)帶來(lái)的風(fēng)險,克服前沿科技催生出的未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不確定性。

其次,就現實(shí)需求而言,一方面,隨著(zhù)人類(lèi)壽命延長(cháng),加之社會(huì )生活日益多樣化、人際交往趨于復雜,世界范圍內自閉癥、抑郁癥、精神分裂癥、阿爾茨海默癥等與神經(jīng)元發(fā)育不全、認知障礙、腦功能損傷相關(guān)的疾患發(fā)病人數快速增加。此類(lèi)疾病不僅嚴重影響患者身心健康,而且給個(gè)人、家庭和社會(huì )造成了沉重的負擔。世界衛生組織預計,到2030年,抑郁癥的總體醫療負擔將躍升至世界第一位。對于人均壽命較長(cháng)、精神壓力普遍偏大的發(fā)達國家來(lái)說(shuō),居民腦健康面臨的形勢更為嚴峻。目前,全球抑郁癥的平均發(fā)生率約為3.1%,發(fā)達國家這一比率接近6%,不斷激增的醫療支出和社會(huì )成本導致政府、家庭、公共衛生系統不堪重負。另一方面,作為新一輪科技革命的通用技術(shù)和主導產(chǎn)業(yè),近年來(lái)人工智能技術(shù)突飛猛進(jìn),在多個(gè)方向上開(kāi)始轉入產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化、規模化應用階段。從技術(shù)演進(jìn)的動(dòng)力及趨勢上看,人工智能未來(lái)發(fā)展歸根結底取決于腦科學(xué)和類(lèi)腦智能的關(guān)鍵性突破。只有全面吸收、融合來(lái)自認知體系結構、計算神經(jīng)科學(xué)與人工智能的科學(xué)理論及其進(jìn)展,才能為真正意義上的腦機智能奠定科學(xué)性的未來(lái)。主要發(fā)達國家的“腦計劃”正是基于上述兩方面的迫切需要,重點(diǎn)資助兩條研究主線(xiàn):在發(fā)現大腦工作原理基礎上,一是探尋腦病的癥結,研發(fā)有效的藥物、器械和治療方案,提升腦健康水平,緩解老齡化社會(huì )壓力;二是開(kāi)發(fā)出能夠模擬人腦運作原理的新一代信息技術(shù)和人工智能,嘗試在類(lèi)腦微處理器和類(lèi)腦計算架構上開(kāi)展新型計算,進(jìn)而拓展腦機接口、類(lèi)腦計算芯片、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )等具有產(chǎn)業(yè)化前景的應用方向。

曾毅、張倩、趙菲菲等《:從認知腦的計算模擬到類(lèi)腦人工智能》,《人工智能》,2022年第6期。

第三,發(fā)達國家“腦計劃”進(jìn)展情況。綜上可見(jiàn),主要經(jīng)濟體前瞻布局腦科學(xué)和類(lèi)腦智能,既是科學(xué)活動(dòng)自身發(fā)展的必然結果,也是面向現實(shí)需求的戰略選擇。同時(shí)還應看到,腦科學(xué)和類(lèi)腦智能的蓬勃興起在很大程度上得益于前期積累的研究基礎和趨于完備的客觀(guān)條件。在這些因素共同推動(dòng)下,美、歐、日的“腦計劃”經(jīng)過(guò)近十年的實(shí)施和升級,總體上取得了以下方面的進(jìn)展:

一是重要成果相繼涌現,實(shí)現了多項階段性目標。如在其國家“腦計劃”資助下,美國科學(xué)家于2021年發(fā)布了在分子水平上繪制的哺乳動(dòng)物初級運動(dòng)皮層細胞類(lèi)型特征圖,該成果是迄今為止最全面、最細致展示哺乳動(dòng)物大腦的科學(xué)圖譜;日本也在其“腦計劃”實(shí)施4年后完成了該項目的核心科學(xué)任務(wù),成功繪制出狨猴大腦的3D圖譜,為研究人類(lèi)帕金森癥的分子機制提供了實(shí)驗和病理依據;歐盟則提出了立足于充分實(shí)驗結果的全新人腦理論模型。二是搭建了腦科學(xué)研究平臺。其中,由26個(gè)國家、135家研究機構參與的歐盟“人腦計劃”需要整合的科研資源龐雜,因而歐盟十分注重平臺建設。自實(shí)施以來(lái),歐盟“人腦計劃”先后建立了神經(jīng)信息學(xué)、大腦仿真、神經(jīng)計算、神經(jīng)形態(tài)計算、人工智能機器人和醫療大數據6個(gè)科研和數據平臺。同時(shí),打破“腦計劃”的體制邊界,向非計劃內(包括非歐盟)的科學(xué)家開(kāi)放腦科學(xué)數據,促使歐盟“人腦計劃”發(fā)展成為全球規模最大的腦科學(xué)創(chuàng )新平臺。值得注意的是,發(fā)達國家的“腦計劃”均強調了數據的重要性。目前,美國、歐盟、日本、澳大利亞等國都在嘗試以不同形式開(kāi)放、共享其腦科學(xué)研究和類(lèi)腦智能開(kāi)發(fā)取得的最新數據。三是開(kāi)展多種形式的國際交流合作。在腦科學(xué)研究過(guò)程中創(chuàng )新跨學(xué)科、跨區域科研組織方式的必要性方面,主要經(jīng)濟體已達成共識。現階段,不僅在國家層面形成了框架性合作,而且各類(lèi)科研機構、研發(fā)團隊以及科學(xué)家之間的跨國合作交流也呈現出多樣化、機制性的特點(diǎn),由多國共同發(fā)起的國際腦科學(xué)計劃(IBI)等全球性國際合作組織日益活躍。四是各國“腦計劃”相繼完成升級,推動(dòng)腦科學(xué)和類(lèi)腦智能研究進(jìn)一步深化。目前,歐盟“人腦計劃”已經(jīng)完成“快速啟動(dòng)”和“正式運作”兩個(gè)階段,轉入最后3年的“穩定實(shí)施”階段,科學(xué)家的工作重點(diǎn)開(kāi)始聚焦于開(kāi)發(fā)能夠模擬人腦運作原理的超級計算機和創(chuàng )新腦疾病的治療方案;2022年,美國確立了“腦計劃2.0”及新一輪科學(xué)目標,將在2020年—2026年交出全面的人類(lèi)大腦細胞圖譜,繪制完整的哺乳動(dòng)物大腦微連接圖譜,研制精確獲取大腦細胞類(lèi)型的工具;日本則啟動(dòng)了“腦躍升計劃”(Brain/Mind Beyond),設立了發(fā)現和干預初期的神經(jīng)疾病、分析從健康狀態(tài)到患病狀態(tài)的大腦圖像、開(kāi)發(fā)基于人工智能的腦科學(xué)技術(shù)、比較研究人類(lèi)與靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物的神經(jīng)環(huán)路、劃分腦結構功能區域并開(kāi)展同源性研究五大研究重點(diǎn)。

發(fā)達國家“腦計劃”實(shí)踐表明,進(jìn)入21世紀,科學(xué)范式演進(jìn)推動(dòng)了創(chuàng )新機制和科研組織的變革,探索人腦奧秘這類(lèi)“根問(wèn)題”不再囿于科學(xué)家個(gè)人的學(xué)術(shù)理想和研究興趣,亦非局限于研發(fā)團隊或科研機構的短期目標和單一方向,而是已然上升為國家戰略,并以政府多方位參與,通過(guò)大規模、高強度、跨學(xué)科、長(cháng)周期的協(xié)同創(chuàng )新方式來(lái)組織實(shí)施,同時(shí)也反映出新科技革命引發(fā)全球科技競爭不斷升級,呈現出不斷向基礎學(xué)科、前沿領(lǐng)域、未來(lái)產(chǎn)業(yè)前移和擴散的態(tài)勢。

李萍萍、馬濤、張?chǎng)蔚龋骸陡鲊X計劃實(shí)施特點(diǎn)對我國腦科學(xué)創(chuàng )新的啟示》,《同濟大學(xué)學(xué)報(醫學(xué)版)》,2019年第4期。

中國腦科學(xué)體系建設及特點(diǎn)

雖然處在不同發(fā)展階段,國情存在差異,但我國推動(dòng)腦科學(xué)研究和類(lèi)腦智能開(kāi)發(fā)所面對的客觀(guān)需求卻與發(fā)達國家有相似之處。從腦疾病發(fā)生現狀和趨勢看,中國人口眾多,工業(yè)化、城鎮化的后發(fā)特征突出。在由傳統社會(huì )加速向工業(yè)化現代社會(huì )轉型過(guò)程中,隨著(zhù)物質(zhì)財富積累、生活水平提高,生產(chǎn)生活方式巨變也帶來(lái)了一系列社會(huì )沖擊和精神壓力,精神類(lèi)疾病發(fā)病率隨之快速上升。同時(shí),我國人口老齡化規模大、進(jìn)程快、高齡化程度高,由此引發(fā)的各類(lèi)老年性腦疾病患病人數逐年增長(cháng),導致醫療、助老、養老負擔急劇攀升,認知障礙等腦疾病的總體負擔排名已經(jīng)超過(guò)了腫瘤、心血管疾病等重疾,加劇了中國社會(huì )“未富先老”的隱憂(yōu)和矛盾。另外,腦疾病還是我國致殘致死率最高的病因之一,其發(fā)病機理亟待揭示,提供有針對性的解決方案迫在眉睫。

再從類(lèi)腦智能開(kāi)發(fā)的動(dòng)因看,我國工業(yè)體系完整,國內市場(chǎng)規模龐大,為人工智能發(fā)展提供了豐富的應用場(chǎng)景。近年來(lái),相關(guān)領(lǐng)域研發(fā)創(chuàng )新、場(chǎng)景開(kāi)發(fā)、資本運作日益活躍,對制造業(yè)、安防技防、公共衛生的賦能效應顯著(zhù)增強。現階段,在人工智能領(lǐng)域,我國與主要發(fā)達國家各有優(yōu)勢,一些細分方向上處在同步并跑的水平,但對于這樣一個(gè)急劇擴張又充滿(mǎn)不確定性的新興行業(yè)而言,市場(chǎng)主體的技術(shù)積淀尚不夠厚重,各國產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢并不穩定。一旦發(fā)生顛覆性技術(shù)突破和關(guān)鍵性商業(yè)模式創(chuàng )新,必將打破產(chǎn)業(yè)組織和競爭格局,削弱先發(fā)優(yōu)勢。如前所述,這一賽道的終極對決很可能會(huì )落在模擬人腦、復刻人腦的層面,因而作為人工智能產(chǎn)業(yè)大國,腦科學(xué)和類(lèi)腦智能毫無(wú)疑問(wèn)將成為我國科技戰略和重大創(chuàng )新工程的必選項。

瞄準全球科學(xué)發(fā)展新熱點(diǎn)和科技競爭新趨勢,我國高度重視腦科學(xué)和類(lèi)腦智能的戰略布局。2016年編制的《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十三個(gè)五年規劃綱要》將“腦科學(xué)與類(lèi)腦研究”列為國家重大科技創(chuàng )新和工程項目;2021年,科技部發(fā)布了《科技創(chuàng )新2030——“腦科學(xué)與類(lèi)腦研究”重大項目2021年度項目申報指南》,僅2021年國家就計劃投入近31.48億元資金,以資助相關(guān)領(lǐng)域重大項目的形式推動(dòng)“中國腦計劃”加快落地,預計后續經(jīng)費投入將會(huì )更多。與此前發(fā)達國家推出的“腦計劃”相比,我國腦科學(xué)和類(lèi)腦研究在挑戰前沿領(lǐng)域、攀登科學(xué)高峰、增進(jìn)人類(lèi)福祉、培育未來(lái)產(chǎn)業(yè)等方面有相近的導向,又在學(xué)科體系構建、科學(xué)目標設置、項目組織實(shí)施、產(chǎn)業(yè)化方向上表現出鮮明的特色。

我國并未正式宣布實(shí)施“腦計劃”,從其資助方向、目標設置、學(xué)科發(fā)展等方面來(lái)看,各界普遍將《科技創(chuàng )新2030——“腦科學(xué)與類(lèi)腦研究”重大項目2021年度項目申報指南》視為“中國腦計劃”。

第一,確立了“一體兩翼”的腦科學(xué)和類(lèi)腦研究體系。這里的“一體”是指“理解腦”,通過(guò)從分子細胞、功能環(huán)路、全腦網(wǎng)絡(luò )到認知行為的多維度研究,以研究腦認知的神經(jīng)原理為主導方向,對認知形成的基本原理進(jìn)行系統性科學(xué)探索,旨在發(fā)現規律、指導應用。這部分工作屬于典型的基礎性研究,也是中國腦科學(xué)體系的核心和主體;“兩翼”則各自對應“修復腦”和“模擬腦”,前者要求建立腦疾病診斷與干預方法,強調重大腦疾病預防、診治及數據積累,后者著(zhù)重推進(jìn)與腦機智能相關(guān)的理論、算法和硬件開(kāi)發(fā),這“兩翼”分別呼應了腦科學(xué)和類(lèi)腦研究指向的兩大社會(huì )需求——腦健康水平提升和人工智能深度開(kāi)發(fā)。其中,“一體”貢獻科學(xué)發(fā)現,為“兩翼”提供理論支撐;“兩翼”助推理論成果落地,產(chǎn)出經(jīng)濟和社會(huì )效應,三者同頻共振。在這一體系架構下,《科技創(chuàng )新2030——“腦科學(xué)與類(lèi)腦研究”重大項目2021年度項目申報指南》圍繞腦認知原理解析、認知障礙相關(guān)重大腦疾病、類(lèi)腦計算與腦機智能、兒童青少年腦智發(fā)育研究、技術(shù)平臺建設五大領(lǐng)域,部署了59個(gè)研究方向。總體上看,中國腦科學(xué)和類(lèi)腦研究?jì)热莞訌V泛,學(xué)科脈絡(luò )非常清晰。

第二,形成了“兩個(gè)中心、多點(diǎn)協(xié)同”的區域格局。鑒于腦科學(xué)研究對頂尖科學(xué)家和優(yōu)質(zhì)創(chuàng )新要素有很高要求,顯然更適合開(kāi)展集聚創(chuàng )新,因此,根據中國“腦計劃”布局,北京、上海均已啟動(dòng)“腦科學(xué)與類(lèi)腦智能”地區性計劃,并開(kāi)始資助相關(guān)研究項目。對于北京和上海來(lái)說(shuō),其具有高校和科研機構云集、研究基礎扎實(shí)、人才流動(dòng)便利、國際化程度高、地方政府扶持力度大等突出優(yōu)勢,在這兩地建立腦科學(xué)與類(lèi)腦研究中心,打造世界一流的腦科學(xué)研究高地,可為開(kāi)展更緊密的國際交流合作創(chuàng )造有利條件。

第三,設置了較為具體的科研目標。我國腦科學(xué)和類(lèi)腦智能研究沿用現行的基金項目管理方式,發(fā)布了包括定向委托項目、定向擇優(yōu)項目、公開(kāi)擇優(yōu)項目、平臺項目,以及專(zhuān)設的交叉學(xué)科和青年人才項目等多種形式的研究項目。與此同時(shí),對一些細分領(lǐng)域項目完成情況進(jìn)行量化考核,如提出通過(guò)建立中國人腦健康多維度大數據庫,將孤獨癥、抑郁癥、阿爾茲海默癥等主要腦疾病國際臨床指南中的中國證據提升至超過(guò)三分之一等。

第四,類(lèi)腦智能成為地方政府重點(diǎn)推動(dòng)的未來(lái)產(chǎn)業(yè)。《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十四個(gè)五年規劃和2035年遠景目標綱要》明確提出,要在類(lèi)腦智能、量子信息、基因技術(shù)、未來(lái)網(wǎng)絡(luò )、深海空天開(kāi)發(fā)、氫能與儲能等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域,前瞻謀劃布局一批未來(lái)產(chǎn)業(yè),為壯大前沿科技創(chuàng )新實(shí)力、攻克關(guān)鍵技術(shù)、塑造未來(lái)產(chǎn)業(yè)生態(tài)、應對激烈的大國競爭提供了有力支撐。在國家戰略引導下,地方政府積極跟進(jìn),多個(gè)省市將類(lèi)腦智能及相關(guān)領(lǐng)域作為著(zhù)力發(fā)展的未來(lái)產(chǎn)業(yè)納入當地“十四五”發(fā)展規劃,包括上海的腦機融合,山東、遼寧、重慶的類(lèi)腦智能,以及浙江的類(lèi)腦芯片等。

當前全球腦科學(xué)和類(lèi)腦智能研究面臨的挑戰與前景展望

第一,目前全球腦科學(xué)和類(lèi)腦智能研究尚未實(shí)現系統性突破。近年來(lái),在各國積極開(kāi)展戰略部署的推動(dòng)下,腦科學(xué)和類(lèi)腦智能引起了各界高度關(guān)注,相關(guān)領(lǐng)域投入力度持續加大,創(chuàng )新活動(dòng)日益活躍,具有引領(lǐng)性的成果不斷涌現,產(chǎn)業(yè)化應用亮點(diǎn)頻出。但客觀(guān)地看,該領(lǐng)域并未發(fā)生系統性、整體性突破,也沒(méi)有迎來(lái)科學(xué)界公認的革命性貢獻,研究成果的階段性、分散性特點(diǎn)突出。大數據和人工智能的廣泛應用為腦科學(xué)研究提供了有力手段,腦病研究需要大樣本支持,腦神經(jīng)圖譜的生成同樣倚重大數據,然而迄今為止,人類(lèi)對人腦工作機理的了解仍非常有限,僅占人腦全貌的約5%—10%,尚有大量基礎性科學(xué)問(wèn)題有待破解,由腦科學(xué)衍生出的生命健康、人工智能、仿生科技等未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍存在諸多不確定性。出現這種狀況的根本原因在于人腦的生理構造十分復雜,盡管有了生命科學(xué)和大數據等領(lǐng)域的最新工具和成果作為支撐,但腦科學(xué)研究難度大的局面未能從根本上扭轉,對腦結構和功能的認識始終面臨解剖、顯微成像、弱信號檢測等技術(shù)的限制。

第二,腦科學(xué)和類(lèi)腦智能領(lǐng)域國際合作不夠充分。雖然發(fā)達國家之間在相關(guān)領(lǐng)域的交流合作相對較為順暢,但總體而言,在新工業(yè)革命初期,為搶占新興領(lǐng)域制高點(diǎn),全球科技和產(chǎn)業(yè)競爭多于合作,美西方加緊爭奪優(yōu)質(zhì)科技資源,對包括頂尖科學(xué)家在內的高端要素流動(dòng)設置障礙,不利于腦科學(xué)和類(lèi)腦智能及相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)展開(kāi)放式集成創(chuàng )新。

第三,腦病研究與類(lèi)腦智能開(kāi)發(fā)需進(jìn)一步融合。作為“一體兩翼”的兩條科學(xué)脈絡(luò ),相互促進(jìn)為“一體”服務(wù),但現階段乃至未來(lái)一段時(shí)間內,在學(xué)科分立、研究方法、數據共享等方面,這“兩翼”之間的融合發(fā)展有待進(jìn)一步加強。可以看到,腦病研究與類(lèi)腦智能開(kāi)發(fā)及其各自的細分領(lǐng)域較為不同。不僅參與主體不同,價(jià)值實(shí)現也面臨著(zhù)明顯的差異和分化。腦病研究主要由政府推進(jìn),以科研機構和醫療單位為主體,而由于類(lèi)腦智能在很大程度上決定了未來(lái)人工智能技術(shù)演進(jìn)和硬件迭代的方向,因而吸引了政府、企業(yè)、社會(huì )資本等多元化的參與方,類(lèi)腦智能作為未來(lái)產(chǎn)業(yè)的投資前景和價(jià)值創(chuàng )造的潛力逐漸釋放。此外,腦機接口技術(shù)雖未達到自然交互的溝通速度和準確性,但正在努力克服人體排異反應及顱骨向外傳輸信息的減損等難題,技術(shù)爆發(fā)同樣值得期待⑤。相比之下,對于認識腦和保護腦這類(lèi)公共性強、競爭性偏弱的領(lǐng)域,長(cháng)期高額投入可能僅帶來(lái)社會(huì )效益的回報,換言之,投入回報更多地體現在降低社會(huì )成本而非直接創(chuàng )造經(jīng)濟價(jià)值。

徐晨:《腦科學(xué)與人工智能技術(shù)融合發(fā)展研究》,《新型工業(yè)化》,2022年第7期。

第四,腦科學(xué)和類(lèi)腦智能研究的科學(xué)倫理是不容回避的問(wèn)題。科學(xué)倫理的話(huà)題始終伴隨著(zhù)各國“腦計劃”的實(shí)施,美國、日本等國家均在其“腦計劃”中提出了倫理指南,或者設立了與生命倫理有關(guān)的專(zhuān)門(mén)部門(mén)。需要清醒地認識到,腦科學(xué)和類(lèi)腦智能的科學(xué)倫理治理實(shí)則面臨著(zhù)“兩難”,在這一高度敏感、風(fēng)險多樣化的科學(xué)領(lǐng)域,如何實(shí)現既有效激勵探索和創(chuàng )新,又不觸碰倫理風(fēng)險和道德底線(xiàn),這不單取決于公共治理水平的高低,也是對科學(xué)家及團隊自身的長(cháng)期考驗。特別是面對該領(lǐng)域的科學(xué)活動(dòng)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程主要由少數大國推動(dòng),卻需要欠發(fā)達國家和地區不同性別、種族的群體貢獻實(shí)驗樣本和個(gè)人數據的不均衡、不協(xié)調局面,科學(xué)倫理問(wèn)題變得尤為尖銳。因此,腦科學(xué)和類(lèi)腦智能的倫理治理除了需要解決科技資源籌集及其配置的效率問(wèn)題,更要預判重大風(fēng)險,合理分配道義責任。

即便困難重重,但時(shí)至今日,全球腦科學(xué)和類(lèi)腦智能開(kāi)發(fā)熱度不減,仍是國際科技競爭的焦點(diǎn)領(lǐng)域和未來(lái)產(chǎn)業(yè)培育的重要方向。無(wú)論從研究開(kāi)發(fā)的深度、難度,還是從核心成果的潛在影響力來(lái)看,對人腦的探索和認識不僅需要大規模的長(cháng)期投入,而且有必要形成一整套包容更多創(chuàng )新失敗、消納產(chǎn)業(yè)化更大不確定性的機制性安排,同時(shí)還應具備深入推進(jìn)國際合作,并在依法保護知識產(chǎn)權前提下,對相關(guān)領(lǐng)域的基礎性重大成果向全世界開(kāi)放、實(shí)現人類(lèi)共有共享的視野和格局。

為此,應密切追蹤全球腦科學(xué)和類(lèi)腦智能發(fā)展動(dòng)向,在現行“一體兩翼”架構下,面向老齡化社會(huì )的緊迫需求,鼓勵科研機構樹(shù)立原創(chuàng )導向,開(kāi)展跨學(xué)科交叉研究,探索形式多樣、靈活有效的激勵機制。立足超大規模國內市場(chǎng),著(zhù)力攻克類(lèi)腦芯片、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、腦機接口等核心技術(shù)和關(guān)鍵硬件,突破人工智能發(fā)展中的數據、泛化、能耗等瓶頸,鞏固提升我國人工智能大國的地位。同時(shí),堅持開(kāi)放創(chuàng )新,資助跨國團隊的合作研究,共同培養腦科學(xué)和類(lèi)腦智能領(lǐng)域的青年科學(xué)家。凝聚國際共識,建立完善與腦科學(xué)和類(lèi)腦智能相關(guān)的科學(xué)倫理治理框架和規范體系,通過(guò)更廣泛的對話(huà),形成更包容的輿論導向,消除生命倫理、數據安全、隱私保護以及責任劃分等方面的風(fēng)險,為相關(guān)領(lǐng)域的科技研發(fā)、科研管理、產(chǎn)業(yè)應用等人員提供道德、倫理、法律等方面的培訓,提高倫理風(fēng)險的識別能力和安全事件管控水平,促使腦科學(xué)和類(lèi)腦智能的重大科學(xué)發(fā)現及產(chǎn)業(yè)化應用能夠持續惠及產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人類(lèi)健康和社會(huì )進(jìn)步。

 

楊丹輝.腦科學(xué)和類(lèi)腦智能的發(fā)展前景展望[J].人民論壇,2023,(16):40-44.

分享到: