大学本科新增“脑科学”专业 中科院院士亲自授课

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脑科学研究已成为世界各国发展的战略重点。哈佛大学、哥伦比亚大学等国外高校均开展了神经科学的本科专业,国内尚属空白。

大学本科新增“脑科学”专业 中科院院士亲自授课

浙江大学近日成立脑科学与脑医学学院。作为全国首个脑科学和脑医学领域教学、科研、临床有机结合的新兴学科,该学院拟设神经科学和神经精神医学两个本科方向。据了解,这是国内高校首次在“脑科学”领域展开本科生教育。


院士任院长,将“全力以赴为本科生上课”

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中国科学院院士段树民

浙江大学脑科学与脑医学学院院长由神经生物学家、中国科学院院士段树民担任。

“脑科学是最具挑战性的前沿学科,也是近年来国际上发展最快的学科。”段树民说,在美国神经科学年度交流大会参会人员有3-4万,已经成为最大的学科。在最具影响性的ESI学科评价系统里,所有学科被划分为22个学科,其中就有两个学科和脑科学相关。

据了解,我国普通高校提供的本科生教育的专业有四百多种,还没有一个是神经科学的专业。

“目前国内脑科学研究的研究生的考生来源主要是生物学和生物技术专业毕业的本科生,他们在本科生阶段几乎没有受到神经科学相关的知识教育,很不利于科研工作的开展。”段树民说。他注意到,在这些学生的入学面试时,大多数学生都显示了从小对脑科学的兴趣,但在本科生阶段没有他们能选择的专业。

在浙江大学脑科学与脑医学学院成立之前,段树民担任浙江大学医药学部主任,一直在给本科生上课。他说,等脑科学与脑医学学院的本科生入学后,“我肯定会上很多课,学院的优秀教师都会全力以赴上好课,而且我们会邀请国内最优秀的神经科学家及国际专家来学院授课。”


赋能人工智能 生物脑与机器脑共融合

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脑科学被视为理解自然现象和人类自身的“终极疆域”,也为发展类脑计算系统和器件、突破传统计算机架构的束缚提供了重要依据。

浙江大学教授、博导斯科在采访中告诉《新金融世界》记者,脑科学研究不仅要解决最具挑战性的前沿科学问题,也将为发展类脑计算系统和器件、突破传统计算机架构,即冯·诺依曼体系结构的束缚提供重要依据。

“人工智能模型算法的设计需要了解人脑机理,只有在了解人脑机理的前提下,才可能涉及算法,来实现大脑机制,实现人脑功能。由于目前对脑的了解较少,脑的研究成果还难以加持AI算法,脑科学专业设计对人工智能会起到巨大的推动作用。”

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为此,除了成立脑科学与脑医学学院外,浙江大学还组建了教育部脑与脑机融合前沿科学中心,属于教育部第一批前沿科学中心,由段树民院士担任首席科学家,胡海岚教授担任中心主任,其中一个重大任务就是打通两者之间的联系,实现生物脑与机器脑的融合。

“我们注意到人工智能已经能在一定程度上模拟甚至超越人类的一些感觉运动和一些高级认知功能,但是存在两个问题:一方面,目前的人工智能还不能像人一样思考,目前的人工智能绝大多数是基于数据量,它们是从海量数据中学习,而人类智能是从学习的过程中学会学习,并不是基于庞大的数据量。另一方面,目前的人工智能无法模拟出人类复杂的情绪和情感。正是这些情绪和情感——例如快乐、痛苦、恐惧、愤怒、理想、责任感,在更大的时空尺度上修饰和优化了人脑的高级认知功能,从而催生了独一无二的人类智慧。”

在斯科看来,对人脑工作模式的解析,如人类情绪和情感的神经生物学机制研究等,将促进人工智能和机器人技术质的飞跃,但是这需要一个过程。


“脑院”学生培养,注重学科交叉

作为国内学科最齐全的综合性大学,浙江大学近几年在脑科学的神经生物学、脑疾病机理、类脑和人工智能、脑—机接口等领域都取得了突出成就。

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其中,浙江大学脑与脑机融合国家前沿科学中心获教育部批准建设,是教育部第一批前沿科学中心,成为国内脑科学前沿研究的科学高地。该中心主任、浙江大学脑科学与脑医学学院教授胡海岚说,“我们的一个重要任务就是打通生物脑与机器脑之间的联系,实现两者的融合。”

学界认为,这些学科交叉优势,都将为该校开展脑科学和脑医学的本科生教育提供强有力的保障。

“近年来,脑科学发展的重大突破往往都来源于交叉学科发展的关键技术突破。”中科院院士、浙江大学脑科学与脑医学学院院长段树民说,脑科学是高度交叉融合的专业,需要数理化、计算机、信息学、生物学、医学、生物医学工程等领域的背景知识。从本科生阶段就给学生提供这些交叉学科教育训练,将为这些学生的脑科学研究的职业发展提供强有力的支撑。

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浙江大学于2018年启动实施“双脑计划”,推进脑科学与人工智能研究会聚融合。

据了解,浙江大学脑科学与脑医学学院会在本科生教育中设置人工智能的相关课程,伦理学教育的开展也在计划中。“AI具有技术属性与社会属性相互结合的内在性质,研究技术进步,一定要研究伦理。”浙江大学脑科学与脑医学学院副院长斯科说。


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