大學本科新增“腦科學”專業 中科院院士親自授課

大學本科新增“腦科學”專業 中科院院士親自授課

腦科學研究已成為世界各國發展的戰略重點。哈佛大學、哥倫比亞大學等國外高校均開展了神經科學的本科專業,國內尚屬空白。

大學本科新增“腦科學”專業 中科院院士親自授課

浙江大學近日成立腦科學與腦醫學學院。作為全國首個腦科學和腦醫學領域教學、科研、臨床有機結合的新興學科,該學院擬設神經科學和神經精神醫學兩個本科方向。據瞭解,這是國內高校首次在“腦科學”領域展開本科生教育。


院士任院長,將“全力以赴為本科生上課”

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中國科學院院士段樹民

浙江大學腦科學與腦醫學學院院長由神經生物學家、中國科學院院士段樹民擔任。

“腦科學是最具挑戰性的前沿學科,也是近年來國際上發展最快的學科。”段樹民說,在美國神經科學年度交流大會參會人員有3-4萬,已經成為最大的學科。在最具影響性的ESI學科評價系統裡,所有學科被劃分為22個學科,其中就有兩個學科和腦科學相關。

據瞭解,我國普通高校提供的本科生教育的專業有四百多種,還沒有一個是神經科學的專業。

“目前國內腦科學研究的研究生的考生來源主要是生物學和生物技術專業畢業的本科生,他們在本科生階段幾乎沒有受到神經科學相關的知識教育,很不利於科研工作的開展。”段樹民說。他注意到,在這些學生的入學面試時,大多數學生都顯示了從小對腦科學的興趣,但在本科生階段沒有他們能選擇的專業。

在浙江大學腦科學與腦醫學學院成立之前,段樹民擔任浙江大學醫藥學部主任,一直在給本科生上課。他說,等腦科學與腦醫學學院的本科生入學後,“我肯定會上很多課,學院的優秀教師都會全力以赴上好課,而且我們會邀請國內最優秀的神經科學家及國際專家來學院授課。”


賦能人工智能 生物腦與機器腦共融合

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腦科學被視為理解自然現象和人類自身的“終極疆域”,也為發展類腦計算系統和器件、突破傳統計算機架構的束縛提供了重要依據。

浙江大學教授、博導斯科在採訪中告訴《新金融世界》記者,腦科學研究不僅要解決最具挑戰性的前沿科學問題,也將為發展類腦計算系統和器件、突破傳統計算機架構,即馮·諾依曼體系結構的束縛提供重要依據。

“人工智能模型算法的設計需要了解人腦機理,只有在瞭解人腦機理的前提下,才可能涉及算法,來實現大腦機制,實現人腦功能。由於目前對腦的瞭解較少,腦的研究成果還難以加持AI算法,腦科學專業設計對人工智能會起到巨大的推動作用。”

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為此,除了成立腦科學與腦醫學學院外,浙江大學還組建了教育部腦與腦機融合前沿科學中心,屬於教育部第一批前沿科學中心,由段樹民院士擔任首席科學家,胡海嵐教授擔任中心主任,其中一個重大任務就是打通兩者之間的聯繫,實現生物腦與機器腦的融合。

“我們注意到人工智能已經能在一定程度上模擬甚至超越人類的一些感覺運動和一些高級認知功能,但是存在兩個問題:一方面,目前的人工智能還不能像人一樣思考,目前的人工智能絕大多數是基於數據量,它們是從海量數據中學習,而人類智能是從學習的過程中學會學習,並不是基於龐大的數據量。另一方面,目前的人工智能無法模擬出人類複雜的情緒和情感。正是這些情緒和情感——例如快樂、痛苦、恐懼、憤怒、理想、責任感,在更大的時空尺度上修飾和優化了人腦的高級認知功能,從而催生了獨一無二的人類智慧。”

在斯科看來,對人腦工作模式的解析,如人類情緒和情感的神經生物學機制研究等,將促進人工智能和機器人技術質的飛躍,但是這需要一個過程。


“腦院”學生培養,注重學科交叉

作為國內學科最齊全的綜合性大學,浙江大學近幾年在腦科學的神經生物學、腦疾病機理、類腦和人工智能、腦—機接口等領域都取得了突出成就。

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其中,浙江大學腦與腦機融合國家前沿科學中心獲教育部批准建設,是教育部第一批前沿科學中心,成為國內腦科學前沿研究的科學高地。該中心主任、浙江大學腦科學與腦醫學學院教授胡海嵐說,“我們的一個重要任務就是打通生物腦與機器腦之間的聯繫,實現兩者的融合。”

學界認為,這些學科交叉優勢,都將為該校開展腦科學和腦醫學的本科生教育提供強有力的保障。

“近年來,腦科學發展的重大突破往往都來源於交叉學科發展的關鍵技術突破。”中科院院士、浙江大學腦科學與腦醫學學院院長段樹民說,腦科學是高度交叉融合的專業,需要數理化、計算機、信息學、生物學、醫學、生物醫學工程等領域的背景知識。從本科生階段就給學生提供這些交叉學科教育訓練,將為這些學生的腦科學研究的職業發展提供強有力的支撐。

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浙江大學於2018年啟動實施“雙腦計劃”,推進腦科學與人工智能研究會聚融合。

據瞭解,浙江大學腦科學與腦醫學學院會在本科生教育中設置人工智能的相關課程,倫理學教育的開展也在計劃中。“AI具有技術屬性與社會屬性相互結合的內在性質,研究技術進步,一定要研究倫理。”浙江大學腦科學與腦醫學學院副院長斯科說。


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