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[分享] AI 技术是否会推动神经科学进入新时代？

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浪荡鬼魂 发表于 2022-5-27 05:14:56 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
答案其实是肯定的，这个毋庸置疑。实际上，这些年来为了研究脑科学，全世界的政府、科学家、科学家组织、企业都在忙得团团转，而这种新方法，的确让人看到了新的曙光。
说到脑科学，我想很多人都会想到马斯克的脑机接口。的确，对脑科学这事来说，马斯克是个很好的例子，我们先不聊这次字节跳动在算法上的进步，先说几句马斯克，帮助大家了解一下脑科学的重要性。

AI 技术是否会推动神经科学进入新时代？ 第1张图片
上图，马斯克说Neuralink 开发的脑芯片在5年内肯定能治愈耳鸣，并且Neuralink 有望在10年内解决脑部和脊髓损伤问题，此外，这一技术还可以通过控制食欲来解决肥胖等健康问题。
脑科学的研究进程有多困难呢？看看花的时间就知道了——如果大家回想一下的话，其实早在2016年，Neuralink就成立了。但大家不要觉得在脑机接口领域，马斯克就是下手最早的——并不是。其实，作为脑科学研究中的重要一环，脑机接口的研究甚至能追溯到上个世纪60年代。
现在的一个事实是，在以美国和欧盟为代表的一些国家，脑科学的研究已经作为国家级别的战略来部署，可见脑科学研究的重要性。
2005年，美国提出“神经科学研究蓝图”计划，2013年到2016年，又推出了投资高达30亿美元的“通过推动创新型神经技术开展大脑研究”的国家专项计划、《国家人工智能研究与发展战略规划》；欧盟则把“人脑工程计划”列入未来新兴旗舰技术项目；日本出台了为期 10 年的“大脑和精神疾病计划”……
这种事，还能列出很多。所以马斯克的脑机接口，只不过是庞大脑科学研究进程中的一环。至于我国，2021年9月，推出了“中国脑计划”——“脑科学与类脑科学研究”，其中涉及59个研究领域和方向。整体投资规模有望达到百亿甚至千亿级，跟美国脑计划相比也不遑多让。
大家为什么要研究脑科学？很多人忽略的是，所谓的“电子永生”，其实直到目前还是个噱头，但研究脑科学，在以下几个方面，却有着十分现实的意义——
第一，有望治愈癫痫、精神疾病、阿尔茨海默症等重大脑相关疾病；
第二，脑科学可能成为打开未来基础科学之门的钥匙——在基础科学迟迟打不开瓶颈的今天，脑科学的开发可能会带来意想不到的效果；
第三，希望通过优化大脑，实现“人工进化”——通过强化大脑机能，强化人体各项机能，包括视力、听力等能力，实现超级人类；
第四，为“元宇宙”等新空间的打开敞开大门——不要以为戴个VR就是元宇宙了，未来人类可能具备穿梭于虚拟和现实之间的能力，随意控制周围实体工具，做到真正的人机一体——这还要通过脑科学研究来实现；
最后，一些更科幻的可能性——比如传心术，比如精神控制等等。由于太魔幻，就不说了。
这些都说清楚了，再来回到题主的问题。这篇论文之所以值得重视的一点——那就是解决了当我们没有“大数据”，只有“小数据”的时候，人工智能是否还好使？
对于整个脑科学的研究来说，这一点很重要的。因为在脑科学领域，目前要做的第一步，还是先研究大脑的结构和运作原理，而研究这些原理，最迫切的需求，是解决脑部疾病。所使用的最有效的工具，是大量MRI、PET成像来观察活体脑表现，并加以数据分析。
但你要知道，这些罕见病，动辄就十分个性化——大家最熟悉的，可能就是霍金大神得的渐冻症。其实类似的罕见病还有很多，比如自身免疫性脑炎、脑小血管病、超忆症等等。这些疾病的病人很痛苦，但是能用于分析他们疾病的脑成像数据样本严重不足。如果这些问题都解决不好，使用计算机完全模拟人脑工作机制就是一纸空文。

AI 技术是否会推动神经科学进入新时代？ 第2张图片

渐冻症实际上就是一种脑疾病

新加坡国立大学和字节跳动推出的论文告诉我们——人工智能分析方法在小样本量下仍然好使，只要换个更科学的方法。人工智能——包括元学习的引入，会很大程度上解决这个问题。这次的论文里可以看到，这次论文里提到的方法，已经在效果上超过了KRR，可以说是取得了不小的突破，说明AI在分析脑成像方面又取得了新的进步。而且更关键的是，这实际上给脑科学研究带来了一种全新的思路，也就是将AI人工智能领域的机器学习方法，来真正解决临床应用问题——当然，之前也有很多人这么提过，但真的取得突破的，说实话并不多，字节算是开了个先例。至于AI用在神经科学研究上，前景当然很广阔。
其实，再进一步讲，字节跳动用元学习Meta-Learning、元匹配Meta-Matching构建的新方法，未来还不光是在脑科学领域，在人体科学的其他方面，比如很多其他需要对小样本量进行精密分析的领域，尤其是罕见病方面，都会是取得突破的关键。去年，罕见病一词曾经很火，大家在媒体报道里经常能看到遗传性大疱性表皮松解症（EB）、黏多糖贮积症（MPS）、苯丙酮尿症（PKU）、戈谢病（GD）、成骨不全症（OI）这些拗口的名词，其实在研究这些病的领域里，都存在样本量比较少、数据相对匮乏的问题，字节跳动在论文里记载的这些新研究方法，都会有很大的用武之地。


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标签：欧盟日本美国这些年来毋庸置疑
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