作者：中科院院士、中科院神經(jīng)科學(xué)研究所所長　蒲慕明

　　大腦是人體最重要的器官，也可能是宇宙間最復(fù)雜的物體——結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能復(fù)雜，比最大的超級計算機不知道還要復(fù)雜多少倍。這個復(fù)雜的物體是怎么出現(xiàn)的呢？它是生物演化過程中的一個奇跡。

　　大腦外面有皺褶的這層叫大腦皮層，是所有重要的腦功能的關(guān)鍵區(qū)域。理解大腦，不僅要知道大腦皮層的結(jié)構(gòu)和功能，還要知道大腦皮層里那些復(fù)雜的核團(tuán)的功能。為理解這些問題，科學(xué)家至少花了200年時間。

　　現(xiàn)在，我們對大腦的了解，比如大腦如何處理信息、神經(jīng)細(xì)胞怎樣編碼和傳導(dǎo)信息、信息如何從一個神經(jīng)元交互到另一個神經(jīng)元……這些傳導(dǎo)機制都理解得比較清楚；對不同的神經(jīng)元做什么，在各種功能中會產(chǎn)生什么反應(yīng)，也很清楚。

　　在過去的一個世紀(jì)里，諾貝爾獎涉及的神經(jīng)科學(xué)中的重要發(fā)現(xiàn)都跟大腦的信息編碼、儲存相關(guān)。但是，我們只對神經(jīng)細(xì)胞如何處理信息了解得很清楚，對整個大腦復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)了解不多。

　　到底是什么原理使得神經(jīng)細(xì)胞在某種情況下發(fā)生某些反應(yīng)，我們并不是很清楚；對大腦中的信息處理不太了解，對各種感知覺、情緒，還有一些高等認(rèn)知功能——思維、抉擇甚至意識等，理解得比較粗淺。雖說腦科學(xué)已有相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展，但是未知的比已知的要多得多。打一個比方，腦科學(xué)現(xiàn)在的處境，相當(dāng)于物理學(xué)和化學(xué)在20世紀(jì)初期的處境，有很多事情已經(jīng)搞清楚，但是重大的理解和突破還沒有出現(xiàn)。所以現(xiàn)在的腦科學(xué)是生物科學(xué)里比較神秘的領(lǐng)域，從這點來說，腦科學(xué)將成為未來生命科學(xué)發(fā)展中很重要的一個領(lǐng)域。年輕人將來想鉆研科學(xué)的話，腦科學(xué)就是前沿科學(xué)，不但在這個世紀(jì)，甚至下個世紀(jì)依舊是前沿科學(xué)。

　　為此，我們希望啟動一個由中國科學(xué)家主導(dǎo)的國際大科學(xué)計劃，做全腦介觀層面上的神經(jīng)連接圖譜。對于介觀圖譜，不僅中國科學(xué)家感興趣，世界各國的科學(xué)家都有興趣。通過該計劃，人們能夠研究動物特別是模型動物（包括小鼠、獼猴等跟人最相近的靈長類動物）的大腦圖譜。其中一翼要做腦疾病的診斷與治療，形成各種新型的醫(yī)療產(chǎn)業(yè)。另外一翼是類腦人工智能、類腦計算、腦機接口等與人工智能相關(guān)的新技術(shù)，該領(lǐng)域?qū)ξ磥淼娜斯ぶ悄墚a(chǎn)業(yè)具有重大影響。這就是目前中國腦計劃的方向，也是大家公認(rèn)的最好的方向。與世界其他國家的腦計劃相比，雖然我們的計劃啟動得慢，但我們的設(shè)計是最圓滿的，希望它的實施也是最圓滿的。

　　腦科學(xué)研究的另外一個重要應(yīng)用就是腦機智能技術(shù)、類腦研究方面。

　　在該領(lǐng)域中，未來很重要的一個發(fā)展方向，就是腦機接口和腦機融合的新方法，還有各種腦活動的刺激方法、調(diào)控方法以及新一代人工網(wǎng)絡(luò)模型和計算模型。盡管現(xiàn)在的深度網(wǎng)絡(luò)計算模型很好，但與人腦相比，還差得很遠(yuǎn)。如果能夠更進(jìn)一步研發(fā)出類人腦的新型計算模型和新的類似神經(jīng)元的處理硬件，并將它們應(yīng)用到新一代計算機上，有可能做出更優(yōu)秀、更高效的計算機，它們的計算能力也將更接近人類，并且能耗更低，效率也更高。

　　此外，類腦計算機器人和大數(shù)據(jù)處理也是未來類腦研究的方向。我重點談?wù)剤D靈測試。大家也許聽說過圖靈測試，如何判斷一臺機器具有人的智能？圖靈在70年前就提出過這樣一個設(shè)想：在彼此看不到對方的情況下，分別與一臺機器和一個人對話，并在對話過程中，分辨出對方是機器還是人。如果無法分辨出對方的身份，就可以認(rèn)定這臺機器具有人的智能。其中語義的理解是最關(guān)鍵的。多年來，人們一直希望做出能夠通過圖靈測試的機器。通過測試的標(biāo)準(zhǔn)是，只要有1／3的人在5分鐘之內(nèi)辨別不出跟自己對話的是機器還是人，即可認(rèn)定機器獲勝。

　　小冰是微軟（亞洲）互聯(lián)網(wǎng)工程院在中國推出的人工智能聊天機器人，可以通過對話不斷提升自己，增加自身的知識儲備，增強回應(yīng)能力。雖然問世多年的小冰具有很高的對話能力，但人們還是很容易就知道它不是真的人，而只是一臺機器。在今天，如果真正要做出好的類腦智能，必須依靠新的圖靈測試。什么是新的圖靈測試？除了語言能力之外，測試指標(biāo)還應(yīng)包括對各種信息的感知能力與處理能力。具體來說，可以讓一個機器人和一個人各自操作一只機械手來玩一個玩具，同時要求他們彼此間就動作情況進(jìn)行對話，以便進(jìn)行判別。我們很容易發(fā)現(xiàn)，類似測試可比跟一臺計算機對話復(fù)雜多了。團(tuán)隊合作方面也是測試內(nèi)容。叫一個機器人與人類合作進(jìn)行某些活動，比如進(jìn)行比賽，觀察大家是否能夠辨別出來隊員中哪個是機器人哪個是人。這些都是新的圖靈測試所涵蓋的內(nèi)容。

　　我們可以期待，未來二三十年內(nèi)，可能出現(xiàn)能夠通過新的圖靈測試的、具有通用人工智能的類腦人工智能。