填补本科专业空白 浙大开设国内首个“脑科学”学院 未来还要助力人工智能

9 1月

1月7日,浙大脑科学与脑医学学院于线上举办论坛,介绍了全国首个脑科学与脑医学学院的成立动机,并对专业设置、人才培养及行业发展进行了讨论。上个月27日,浙江大学医学院于杭州举行了脑科学与脑医学学院(脑科学与脑医学系)成立仪式。据浙江大学官方微信介绍,由于此前“脑科学”本科专业在国内尚属空白,所以浙大脑科学与脑医学学院,被认为是全国首个在本科阶段就对脑科学及脑医学进行研究的学院,初期规划拟设神经科学和神经精神医学两个本科方向。

学院成立仪式,左是浙大校长,右为段树民院长

据红星新闻了解,浙江大学脑科学与脑医学学院院长为神经生物学家、中国科学院院士段树民。段树民院士同时还是浙江大学医药学部主任,曾担任多年中国神经科学学会理事长。

1、为什么成立该学院?

在本科生阶段就给学生提供系统的脑科学及其相关交叉学科训练,将给他们未来的学术职业发展提供坚实基础。

“脑科学”这个词语最近一次被大众所看见,伴随着陈天桥的名字。作为盛大集团的创始人,陈天桥退出商业世界后,创立脑科学研究所的举动引起了不少人的关注。他曾公开表示,下一次产业革命的突破在于认知科学的突破,而认知科学突破的目的则在于“揭开大脑这个黑盒子,理解人类感知、决策的过程,从根本上了解欲望的本质,让科技真正从讨好大脑,欺骗大脑到破解大脑”。

除了陈天桥,SpaceX和特斯拉的创始人马斯克也对“脑科学”颇感兴趣,他曾于近期提出了Neuralink系统的概念,即希望通过向人脑中植入技术芯片和信息条,读取大脑信号,同时通过芯片无线传输到人身体之外的接收器上,类似手机的蓝牙,从而实现大脑对外部设备的直接控制。

浙大脑科学与脑医学学院院长段树民在论坛上表示,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,“严格来说,‘脑科学’是‘神经科学’的组成部分,而‘脑科学’的叫法也比‘神经科学’来得更加通俗易懂。”

他介绍说,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,即“神经系统和行为学”和“精神和心理学”,可见脑科学研究的规模和需求已经大大超过了众多的一级学科,“我国普通高校提供的本科生教育的专业有四百多种,却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,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。

段树民还指出,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。从本科生阶段就给学生提供这些交叉学科教育训练,能为这些学生的脑科学研究职业发展提供强有力支撑。

“一个人将来在事业上取得成就的高度往往取决于他在年轻时受教育所打下的基础的厚度。而一个人受教育的最佳时期可能是25岁之前,其可塑性和对知识的接受程度都是最佳的。”段树民介绍说,在本科生阶段就给学生提供系统的脑科学及其相关交叉学科训练,将给他们未来的学术职业发展提供坚实基础。

谈及本科生与研究生的教育区别,段树民解释说,研究生阶段的主要精力是科研的训练,只有短时期的专业知识教育,不太可能再有系统性的交叉学科的教育。

2、学院现阶段的人才培养目标是什么?

同时设置脑科学和脑医学两个方向的人才培养,不仅要解决前沿科学问题,更要攻克严重危害人们身心健康的脑重大疾病。

谈及健康,多数人想到的都是身体健康,然而真正的健康不仅包含了身体,更是包含了精神和心理。根据世界卫生组织(WHO)定量评价,全球各类疾病中,脑相关的疾病在所有疾病中引起的社会负担最大,超过了心血管疾病和癌症,覆盖了人群的28%。

浙江大学脑科学与脑医学学院副院长,浙江大学附属第一医院双聘教授周煜东表示,目前脑医学相关领域医生定向培养极其稀少。据统计,全国精神科医生缺口在十万人以上,因此培养高水平脑医学人才已经成为事关国家发展的重大社会需求。

浙江大学脑科学与脑医学学院教授、教育部脑与脑机融合前沿科学中心主任胡海岚在线回答红星新闻提问时表示,总体来看,脑科学研究目前仍处于起步阶段。人类目前对大脑的理解和认知,仍然相当局限。从理解脑疾病到找到合适的药物,从技术概念的提出到产品的落地,需要花费很多时间,往往是十年或者几个十年。包括要实现马斯克描绘的脑机融合技术,还有很多核心技术需要突破。

红星新闻注意到,浙江大学脑科学与脑医学学院的本科生教育,目前暂计划设立生物医学(神经科学方向)和临床医学(神经精神医学方向)两个方向,培养高水平脑科学创新研究人才和高层次神经内科、神经外科和精神科医学人才。

浙江大学医学院常务副院长、浙江大学脑科学与脑医学学院教授李晓明介绍说,这代表了学院人才培养想要解决的两个需求:其不仅要解决最具挑战性的前沿科学问题,更要攻克严重危害人们身心健康的脑重大疾病。

谈及如此设置的原因,李晓明表示,在一个学院同时设置脑科学和脑医学两个方向的人才培养,也为两个方向的学生交流和交叉培养提供了机会,从而实现科学研究与临床实践的对接、布局医学新兴专业、并加快新医科的建设,进一步培养复合型人才。

3、学院未来有什么打算?

会设置与人工智能交叉的神经工程本科专业方向,培养精通大脑工作原理并将其应用于类脑人工智能的创新人才。

“脑科学(神经科学)与脑医学(神经精神医学)在实质上是一体两面。一个优秀的脑科学研究者必定要从脑医学的临床实际问题出发,而一个杰出的脑医学临床专家也必定要从基础创新研究中汲取养料。”李晓明还透露,在两个本科方向的培养中,学院会设置人工智能相关的课程。而在未来,学院很快也会设置与人工智能交叉的神经工程本科专业方向,培养精通大脑工作原理并将其应用于类脑人工智能的创新人才。

从2017年开始,人工智能这个词语开始逐渐进入大众视野,也开始被使用在部分互联网服务中。随着大量影视作品的涌现,对人工智能的担忧也逐渐走到台前,尤其被大众所关便是“人工智能是否会取代人脑”?

段树民对此表示人工智能的发展将在很多领域取代人脑的劳动,这一点是毋庸置疑的。但人类也不用过度担心,正像每一次工业革命都在很大程度上取代了人的劳动力一样,当时也有很多人担忧失业问题,“事实上我们并没有无事可做,而是越来越忙,生活节奏越来越快。”段树民指出,科学家们会严格把握人工智能发展的伦理问题,“我们相信,经过亿万年进化的人类大脑,一定能够很好的利用人工智能造福人类。”

从现实角度上来说,人工智能的发展还有非常长的路要走。浙江大学脑科学与脑医学学院副院长、脑与脑机融合前沿科学中心主任助理斯科介绍说,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。

红星新闻从发布会上了解,浙江大学此次除了成立脑科学与脑医学学院外,还组建了教育部脑与脑机融合前沿科学中心,同样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。

斯科指出,研究者们已经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,但是目前存在两个问题:

首先,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;其次,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。

这意味着,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“,斯科这样说道。

红星新闻记者 赵倩 严雨程

编辑 包程立