序 言
20 多年前, DNA 雙螺旋結構發現者之一弗朗西斯 . 克里克就曾提出,“我們無法忍受人類仍舊對大腦如何工作知之甚少”。然而時至今日,人類對大腦的探索才剛剛觸及這個巨大科學挑戰的表層,大腦仍然是人類認知的“黑洞”,是人類理解自然和人類本身的“終極疆域”。
據世界衛生組織定量評價,在全球各類疾病的社會負擔中,腦疾病占 28%,已超過心血管疾病或癌癥。其中備受關注的腦疾病包括神經發育疾病(如自閉癥)、精神疾病(如抑郁癥)和神經退行性疾病(如阿爾茨海默綜合征)等。理解人腦的運行機制將有助于帕金森氏綜合征、阿爾茨海默綜合征等重大疾病的診斷和治療;揭示人腦的高智能、高能效、高可靠性之謎,將成為人工智能發展新的“助推器”;腦科學與超級計算機技術的深度融合,將有助于破譯智能化人機接口的世紀難題,開發全新的信息處理系統,推動人類社會進入智能化時代。腦科學與類腦智能的研究關乎人類的健康和福祉,有望重塑醫療、工業、軍事、服務業等行業格局,提升國家核心競爭力。可以預見,腦科學和類腦智能的進步必將為人類帶來一個日新月異的世界。
腦科學和類腦智能技術研究是目前各國必爭戰略前沿。 2013 年,歐盟和美國幾乎同時提出了腦科學研究計劃,日本緊隨其后于 2014 年發起 Brain/MINDS 計劃。 2016 年,多個國家的 60 余名神經科學家齊聚美國,討論開展腦科學的全球合作,推動“國際大腦空間站”的建設,再次吹響了腦科學研究競賽的號角。
我國政府高度重視腦科學與類腦智能的發展,不斷加強相關領域的規劃部署。 2014 年兩院院士大會上習近平總書記指出,要重視人工智能機器人開發,搶占技術和市場制高點。2016 年全國科技創新大會及兩院院士大會上,習近平總書記指出“腦連接圖譜研究是認知腦功能并進而探索意識本質的科學前沿,這方面探索不僅有重要科學意義,而且對腦疾病防治,智能技術發展也具有引導作用。”目前,“腦科學與類腦研究”在“十三五”規劃綱要中被確定為體現國家戰略意圖的重大科技創新項目和工程之一,“中國腦計劃”實施在即。
在新一輪的腦科學競爭中,中科院已經率先布局。 2012 年中科院啟動了“腦功能聯結圖譜”戰略性先導科技專項(B), 2014 年成立了“腦科學卓越創新中心”。為推動腦科學與智能技術的交叉融合, 2015 年卓越中心擴容為“腦科學與智能技術卓越創新中心”,同時先導專項更名為“腦功能聯結圖譜與類腦智能研究”。希望通過兩個前沿學科的相互借鑒和融合,賦予腦科學與類腦智能研究新的內涵和發展動力。
當前,各種技術、方法和多學科高度會聚,推動腦科學研究逐漸從基于腦部結構和功能研究邁入“基因—分子—細胞—環路—行為”的跨學科、多層次時代,并通過與高技術開發和產業的結合,迅速轉化形成生產力,帶動產業發展。中國的腦計劃經過不斷反復研討,確定了面向國家重大需求、體現我國特色和優勢、有所為有所不為、聚焦“一體兩翼”的研究布局,即以研究腦認知的神經機制為“主體”,研發腦重大疾病診治新手段和腦機智能新技術為“兩翼”,以期在腦科學、腦疾病早期診斷與干預、類腦智能器件三個前沿領域,取得國際領先突破。中科院將繼續發揮先發優勢,匯集頂尖人才,開展高水平研究,推動中國腦科學和類腦智能研究在世界科研前沿占重要的一席之地。