“脑功能联结图谱与类脑智能研究”先导专项研究进展和展望

Progress and Prospect on Strategic Priority Research Program of “Mapping Brain Functional Connections and Intelligence Technology”
作者
        张旭(中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所 上海 200031;中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心 上海 200031)
        刘力(中国科学院生物物理研究所 北京 100101)
        郭爱克(中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所 上海 200031;中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心 上海 200031)
中文关键词
         神经元分类;神经环路;认知;脑疾病;非人灵长类模型
英文关键词
        The Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences;mapping brain functional connections;neural circuit;brain diseases and non-human primates monkey model;neural network
中文摘要
        对大脑的认知是人类认识自然和自身的终极挑战,脑科学研究的核心是理解脑功能的结构及物质基础。中科院在2012年启动了战略性先导科技专项(B类)“脑功能联结图谱计划”(Mapping Brain Functional Connections;简称:脑联接图谱;MBFC,2012-2020),目标是对特定脑功能的神经联结通路和网络结构的解析及模拟。专项代表了脑科学研究的战略制高点,对揭示脑的工作原理、推动智能科学技术进步、增进人类身心健康等方面都具有十分重要的意义。专项设立以来,在感知觉神经环路发育和功能、视觉与本能恐惧行为的神经环路机制、情绪的神经环路编码机制、成瘾和抑郁症等脑疾病机理、意识的神经基础、基因编译技术及脑疾病的非人灵长类模型、神经元分类和功能分析技术及其应用、神经环路双色钙成像方法、神经环路结构与功能研究工具开发、深度神经网络芯片研制,以及资源库与平台建设等方面取得了一系列重要的科学发现和技术研发进展。我们将进一步按照专项十年规划,开展脑认知科学、类脑人工智能技术、脑疾病早期诊断及干预3个前沿领域的科学研究,以及相关新技术研发和脑科技资源库建设,发挥中科院在脑与认知基础研究和技术研发等领域的引领作用。
英文摘要
        The structure and function of the brain pose the ultimate challenge to human understanding of nature and of themselves. Analytics and simulation to the neural connection of certain brain functions are crucial to illuminating cognitive function and disorders and are the strategic commanding point of brain science, which are very important to reveal the principle of brain working and promote progress of intelligence science and technology, and improve the physical and mental health of human. Mapping brain functional connections is one of the five strategic priority research program according to the top design and meticulously organized, which consist of majority researcher of brain science in CAS. About 300 research papers have been published in the academic journal such as Nature, Science, Cell, and Neuron. A series of original innovation and breakthrough progress were achieved in neural circuit development and function of perception, neural circuit mechanism of visual and instinctive fear behavior, coding mechanism of emotional neural circuit, the mechanism of brain diseases such as addictions and depression, neural basis of self-conscious, gene encoding technology and non-human primates model of brain diseases, novel technology and application of neural classification and functional analysis, dual-color calcium imaging technology, the structure and function of neural circuits, deep neural network chip, construction of databases and platform. On the basis of preliminary studies, we will further aim to understanding neural basis of brain cognitive function, and focusing on three frontiers which are the brain cognitive science, brain-computer intelligent technology, early diagnosis and intervention of diseases, and creating technologies and databases. Successful complete of this program will make the overall research of brain and cognitive basis reached the international advanced level, and play a leading role in some areas.
DOI10.16418/j.issn.1000-3045.2016.07.002
作者简介
张旭 神经科学家,中科院院士,中科院上海分院副院长,中科院上海生命科学院神经科学所研究员。1985年在第四军医大学获医学学士学位,1994年7月在瑞典卡罗琳斯卡医学院神经科学系获博士学位。1994年8月-1999年11月先后在第四军医大学神经科学研究所任讲师、副教授和研究员。1999年12月至今在中科院上海生命科学院神经科学所任研究员、感觉系统研究组组长。长期从事神经系统疾病的分子细胞生物学机理研究,包括慢性痛和X-连锁智力障碍。已发表论文110篇,论文被他人引用5000余次,参编疼痛学经典教科书Textbook of Pain等专著。担任国际疼痛研究协会第九届研讨会和第四届亚洲疼痛会议主席。应邀在第九届国际脑研究组织世界大会等学术会议作大会报告和专题报告60余次。兼任中国神经科学学会副理事长、中国细胞生物学学会副理事长和上海市神经科学学会理事长等职。曾获何梁何利科学与技术进步奖等。E-mail:xu.zhang@ion.ac.cn
郭爱克 男,神经科学家,中科院院士,中科院生物物理所、中科院上海生命科学院神经科学所研究员。1965年毕业于莫斯科大学生物物理学专业,1979年获慕尼黑大学自然科学博士学位。1979至今历任中科院生物物理所助理研究员、副研究员、研究员。1982年11月-1984年6月、1987年4月-1987年8月德国马普学会生物控制论研究所访问学者。1993年12月-1994年6月德国乌尔茨堡大学生命科学中心遗传教研室访问和德国马普学会生物控制论研究所访问。1984-1991年任中科院生物物理所视觉信息加工研究室主任。1988年至今任中科院生物物理所学习记忆实验室主任。1991-1995年任中科院生物物理所神经生物学室主任。1989-1997年任中科院生物物理所视觉信息加工开放实验室学术委员会主任。1999年至今任中科院上海生命科学院神经科学所高级研究员,学习记忆实验室主任。1999-2001年任亚太IBRO理事。2003-2008年任中科院神经科学所副所长。2000-2005年任"973"计划"脑发育和可塑性基础研究"项目首席科学家,2007-2008年任"973"计划"脑结构与功能的可塑性研究"项目首席科学家。2004-2006年获上海市劳动模范称号,2006年获何梁何利生命科学奖,2006年获中科院先进工作者称号,2008年获亚太神经网络协会杰出成就奖。2007年至今承担国家自然科学基金重点资助项目"果蝇个体抉择与群体抉择的神经环路调控及神经遗传学机制的比较研究",承担2011年开始的科技部"973"计划"人类智力的神经"课题。2012年起任中科院战略性先导科技专项(B类)脑科学前沿与交叉研究项目"脑功能联结图谱"的首席科学家。E-mail:akguo@ion.ac.cn
微信关注公众号