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人為什么會有意識?我們為什么會失眠?阿爾茲海默這類腦疾病如何有效治療?一直以來,人腦研究都是以尖端和復雜著稱,但世界范圍內不斷有科研力量投入這項課題的攻關。
6月29日,由螞蟻技術研究院和復旦大學腦科學研究院聯合攻堅的類腦研究“基于圖計算的腦仿真架構”正式啟動。該項目由復旦大學腦科學研究院高級PI、博士生導師王云領銜,依托復旦大學腦科學研究院神經藥理實驗室與螞蟻技術研究院圖計算實驗室,通過圖計算、人工智能與實驗神經科學的緊密結合,打造新一代大規模高精度腦仿真系統,為理解生物智能和治療腦疾病提供新的研究手段,助力尖端科學研究。
螞蟻技術研究院院長、螞蟻圖計算技術負責人陳文光介紹,圖計算是一種以點和邊來構建關聯關系的計算模式,最大的優勢是可對大到百萬億規模的點邊關系進行動態性和實時性分析 。圖計算用于腦仿真可以高精度還原神經元的結構,模擬生物實驗得到數據,并進一步結合生物實驗互相驗證,打造生物實驗和計算機實驗互相驗證的“環”,最終實現高精度腦仿真。
復旦大學腦科學研究院高級PI王云表示,硅基空間的腦仿真虛擬實驗平臺,可輔助藥物研究和開發,為藥物研究早期靶點篩選提供硅基模型,促進更精細、更高效的藥物開發。對于認識大腦,通過促進神經科學基礎上的應用,加快對生物智能在內的腦高級功能的理解,這項研究也值得期待。
一直以來,人類對腦科學前沿的探索從未停止,大腦研究也是全球科技競賽的重要領域。歐洲、美國和日本等先后啟動了“藍腦計劃”、“BRAIN計劃”等赫赫有名的研究項目,我國也于2021年正式啟動“中國腦計劃”。過去十多年,世界各國腦計劃獲取了大量的神經生物數據,膜片鉗等新工具的演進,人工智能等跨學科交叉技術的應用,大腦圖譜和神經元的特性被進一步發現。這些研究結果不僅顯著推動了腦科學研究,也為深刻認識諸多神經系統疾病提供了新手段。
然而,當前腦仿真系統常用的架構是立足于20年前的數據量、計算機能力和生物學對神經的理解。計算神經學需要一個全新的腦仿真架構,來容納更大量的數據、提供更宏偉的算力,從而實現更精確的仿真和預測。圖計算技術先天性的與神經元和腦仿真有相似性,基于圖計算技術搭建的高精度腦仿真架構有望為揭示大腦的秘密提供一種新的研究方法和手段。
該項目組成員、復旦大學腦科學研究院工程師王小斐在介紹項目時提到,科學技術是一個螺旋式上升的過程,需要根據不同階段技術成熟度來調整研究節奏?!拔覀冞x擇在此時啟動基于圖計算的類腦研究,一方面是瞄準了前沿技術助力尖端科學研究的窗口,另一方面也是對技術發展成熟度做出的應用邊界突破?!?
王小斐還介紹,該項目仿真的腦區是與阿爾茨海默疾病有關聯的腦區,如果相關實驗能夠得到成功驗證,后續會將模型開源,呼吁全世界腦科學研究人士參與到更多腦區的研究開發中。
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