★聚焦2023松山湖科學會議

在學界,腦科學被認為是人類科學最後的前沿。腦科學與類腦技術研究已成為當前國際科技前沿的熱點範疇,被各國視為未來新的經濟增長點和引領新科技的變革引擎。4月20日,以「腦科學與類腦技術」為主題的2023松山湖科學會議在東莞松山湖科學城召開,會議吸引到了60多位院士專家參加。本次會議發布了《2023松山湖科學會議共識》,推動科技與產業融合創新發展。2023松山湖科學會議由廣東院士聯合會和東莞市人民政府聯合主辦。

我國「十四五」規劃明確提出重點布局腦科學與類腦研究等重大研究領域。在2023松山湖科學會議全體大會上,蒲慕明、張明傑、趙繼宗、程和平等4位院士,聚焦腦科學最前沿研究作報告,類腦人工智慧、探索大腦之謎、腦科學臨床轉化、科技鑄器開啟腦科學研究新範式……院士們帶來了各自最新的研究成果與思考。

中國科學院院士、北京大學國家生物醫學成像科學中心主任程和平

科技鑄器開啟腦科學研究新範式

腦科學研究剛剛起步,更大的成果正等著我們去探索,未來這個世紀可能會被稱為腦科學的世紀。 腦科學研究包括「讀、釋、寫、仿」四個方面,是一門高度交叉的新興前沿學科。

我是給腦科學研究打造裝備,給腦科學「打工」的,主要工作是研發觀測裝備,搭建新型平台,並通過平台探索腦科學等複雜科學的研究範式。

大科學時代的生命科學特別需要新的工具,需要新型的研究平台。工具和平台需要學科支撐,也需要產業支撐,更需要新型的人才。

未來,更多新工具的開發以及新範式的探索,特別是大科學時代有組織科研的新範式,將為提升我國生物醫學研究的整體水平,尤其是原始創新能力,實現高端生物醫學儀器裝備的「中國創造」提供強有力的戰略支撐和保障。

中國科學院院士、中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心學術主任蒲慕明

腦科學突破性理論和技術尚未出現

回顧腦科學100年來的歷史,其最主要的目的就是理解大腦里神經信息是怎麼處理的,各種大腦功能是怎麼產生的。過去,科學家主要在大腦元件、神經細胞編碼、儲存和提取神經信息的機制等方面取得一定成果,但對於思維產生、抉擇、意識、語言等高等腦認知功能的機制理解極為粗淺。實際上,腦科學整體還處在非常初期的階段,尚未真正出現具有突破性的理論和技術。

人工智慧其實包含了很多內容,其中最關鍵的是機器學習方法。大家目前最關注的深度學習算法,屬於多層神經網絡,不過它有局限性,需要很強的算力和大量標記好的數據。

人腦最大的特點是高效,人腦只需30瓦的能量就可以運作起來,這種效率是人工智慧難以超越的。我們希望未來的類腦算法能夠超越深度學習的算法,這就是人工智慧下一步發展的重要突破點。目前ChatGPT尚未突破此問題,因為它仍需要高算力和海量數據。

中國科學院院士、南方科技大學生命科學院院長張明傑

另闢蹊徑探索大腦的奧秘

目前,人類對許多大腦疾病束手無策,最主要的原因是我們對大腦的了解非常匱乏。我們不知道大腦為何會產生這樣的變化,不知道它是如何運作的,這樣就導致我們難以找到有針對性的治療方法。

我們團隊另闢蹊徑,從相變的途徑來研究大腦的生理和疾病現象,希望搞清楚神經系統的工作原理,探索神經系統的失調是不是由相變失衡有關,這可能會為認識神經系統提供一個全新的視角。

我們的研究揭示,生物大分子可通過相變形成各種各樣新的細胞器,這些無膜的細胞器可跟有膜的細胞器相互「交流」。這就為揭示細胞如何運作提供了一個全新的概念性框架。

基礎研究的進步將為更多腦部疾病的診療帶來希望,但前提是我們要夯實基礎研究,培養出能夠實現從「0到1」的創新人才。除此之外,相關產業長期的、可持續的發展,也離不開基礎研究和人才培養,尤其是對年輕人的培養。

中國科學院院士、國家神經系統疾病臨床醫學研究中心主任趙繼宗

加強臨床應用促腦科學研究成果轉化

人類腦認知障礙性疾病的研究進展緩慢。與腦認知障礙疾病相關的神經環路、功能區及網絡連接依然是尚未解決的科學問題。為什麼相關基礎研究難以更好地推動認知障礙疾病的臨床治療呢?這主要是由於人類認知、情緒和行為改變等腦認知功能研究無法完全用動物實驗替代。這就給我們提出了一個關鍵問題,如何把腦科學基礎研究和臨床應用有效結合起來。

臨床是問題的來源。腦科學的一些問題是在臨床中發現的,這就需要多學科加強合作。基礎研究取得的結果要到臨床中驗證,最後通過精準醫學實現藥品或醫療設備的產業化,造福於人類。

腦科學是21世紀生命科學很重要的領域之一,臨床神經科學是腦科學問題源泉和研發成果應用基地。我認為,過去臨床醫學得益於引入物理學、化學和數學等學科的方法與技術而得到長足發展,那麼未來臨床醫學將以特有的方式向腦科學研究進行積極的反饋與回報。

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《2023松山湖科學會議共識》

松山湖科學會議是廣東院士聯合會與東莞市人民政府為科學家開展前沿科學、技術交流共同打造的品牌科學會議,旨在搭建前沿科學學術交流平台,促進學科交叉與融合,營造粵港澳大灣區科學氛圍,助力粵港澳大灣區國際科技創新中心和大灣區綜合性國家科學中心建設。

國家「十四五」規劃明確提出重點布局腦科學與類腦研究等重大研究領域,科技部於2021年正式啟動了「科技創新2030-腦科學與類腦研究」重大科技項目。為推動中國腦科學與類腦研究及在大灣區推動腦科學與類腦研究產學研融合示範,2023松山湖科學會議聚焦「腦科學與類腦技術」領域,與會院士專家通過深入交流、研討,達成廣泛共識:

1.完善「政府+企業+社會」多元長期穩定投入機制,持續加強支持腦科學與類腦基礎研究和應用基礎研究,在腦工作原理和運作機理突破基礎上,加強原創性、共性技術及設備攻關。包括:開發閉環侵入式的腦機接口為主導的新一代神經疾病診療設備、腦機融合設備,類腦視、聽、觸覺感知技術及智能化設備,高精度生物神經系統仿真模擬平台,類腦學習機制和模型,類腦晶片、軟體、系統以及類腦機器人和類腦雲腦等。

2.加強生物實驗自動化和智能化工具平台、學科交叉的研發平台及其他軟硬體技術和數據資源庫建設,推進生物腦和電子腦「雙腦」平台建設,加大高密度侵入式腦機接口系統研究和國產化,建立數字大腦和大腦神經認知模型,為類腦基礎理論和腦疾病研究提供基礎平台。

3.加速圍繞腦疾病開發更早期、更精準的診斷方法和更具有靶向性和更高療效的治療藥物和手段。如退行性疾病、抑鬱、焦慮、藥物成癮、神經發育障礙等疾病等。建議在未來10年內優先支持新靶點的研究、基於新靶點的診治方法以及一類創新新藥的研發和臨床轉化。

4.設立腦科學與類腦研究交叉學科專項研究基金,進一步加強對交叉學科研究的投入。開放腦科學交叉研究專項指南,鼓勵來自腦科學與心理認知科學、電子信息學、管理學、教育學、計算機科學、人體工程學及微電子學等不同學科門類的團隊合作申請。選擇有較好研究基礎和學科交叉潛力的領域方向優先支持,同時地方加大對國家腦計劃重大項目的配套支持力度。

5.加強粵港澳跨境協作。在現有粵港澳聯合專項的基礎上,特別關注對青年科學家和團隊的支持培養,在省自然科學基金和其他項目中增加面向港澳籍人才的青年項目、傑青項目。政府在政策、場地、資金等方面給予優先和持續支持粵港澳大灣區腦科學與類腦研究科技創新中心建設,構建區域協同創新共同體,打造開放、創新的引領性平台。

6.在腦科學與類腦技術科研成果轉化方面進一步調研優化相關政策,建設腦科學與類腦智能產業化基地、設立創投基金,推動創新鏈、產業鏈、資金鍊、人才鏈深度融合,發揮灣區優勢,做好產學研融合示範,促進腦科學與類腦技術成果轉化。

廣東科技報記者 劉肖勇 通訊員 袁仕聯

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