■本報記者 姜澎

請大開腦洞設(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，院長馮建峰介紹用數(shù)學(xué)方法模擬大腦實驗的最新進(jìn)展：“2018年，我們搭建出了由7000萬個脈沖神經(jīng)元組成的‘馮腦’,隨后它開始加速發(fā)育，現(xiàn)在已有200億個神經(jīng)元，年底前預(yù)計神經(jīng)元可達(dá)千億個?！?/p>

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

擁有200億個神經(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”也同時處理這張照片信息時，兩者的活動有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。上海市市級重大科技專項“腦與類腦智能基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究”實施三年，迎來階段性重要成果。不斷成長的“馮腦”正是其中之一。

一個科研項目從零開始時，可以選擇的研究路徑有很多。類腦智能項目啟動時也不例外，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)合了各個不同領(lǐng)域1200多名科學(xué)家的項目組，選擇了以應(yīng)用為出口，從應(yīng)用需求來倒推類腦人工智能的發(fā)展路徑。

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

根據(jù)國家的戰(zhàn)略需求和三大應(yīng)用出口，項目部署了幾個主要方向，分別是腦智能與算法、腦疾病、類腦智能與芯片；項目的產(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)、自動控制、計算機等期刊上。在馮建峰看來，這實際意味著，早期人工智能研究，很多想法正來自腦科學(xué)研究?！斑@也是為什么針對上述三個產(chǎn)業(yè)化出口，必須解決的三個關(guān)鍵技術(shù)支撐是腦疾病智能診療技術(shù)體系、智能機器技術(shù)體系和智能決策技術(shù)體系——歸根到底，要發(fā)展強人工智能或類腦人工智能，最可行的路徑就是模擬人腦?！?/p>

另一個項目的重要成員單位——復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院，也構(gòu)建起了一個三萬多人的隊列，目前擁有50多萬份保存在液氮中的腦樣本，而其建設(shè)目標(biāo)是“構(gòu)建100萬份腦樣本的樣本庫”。

項目組重要成員、華山醫(yī)院院長毛穎介紹，平均年齡80歲以上的全腦樣本也已入庫，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)中的隊列以及樣本庫中樣本分析的大數(shù)據(jù)、疊加深度學(xué)習(xí)技術(shù)和不斷升級的算法，將推動腦疾病的預(yù)防、診治；同時，這些研究也將一并反過來推動算法、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，項目組研究發(fā)現(xiàn)，抑郁癥和人腦的“獎懲系統(tǒng)”失衡有關(guān)，而精神分裂癥的發(fā)生，則是因為人的左右大腦發(fā)展出現(xiàn)了平衡問題。對于多動癥以及罕見病亨廷頓病等，項目組也都有論文發(fā)表在頂尖科學(xué)期刊。

不過，正如毛穎所說，當(dāng)前最重要的，是讓科研成果盡早投入應(yīng)用，給人類帶來福祉?！爱?dāng)我們建立起隊列，并對收集到的數(shù)據(jù)詳細(xì)分析后，可以逐步對大腦疾病進(jìn)行早期預(yù)警、干預(yù)、隨訪?！被陉犃?，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)腦樣本庫堪稱世界上最大的樣本庫之一，對應(yīng)每一個病人生存的終點和他們在整個過程中的表現(xiàn)，這些都將為今后的新藥研發(fā)和治療決策提供支持。

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

從腦疾病到腦功能機制再到人工智能算法，類腦人工智能正離我們越來越近。

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