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作为由生物谷主办的“2018脑科学与类脑智能前沿研讨会”的特邀嘉宾,李阳副教授将会在2018-04-20至2018-04-21的研讨会上给大家带来精彩的演讲。本次会议设立了“脑认知基础”、“类脑人工智能”、“脑疾病的诊断与干预”三大板块议题。

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生物谷:李教授您好,非常感谢您此次接受生物谷的邀请来参加“2018脑科学与类脑智能前沿研讨会”。脑机结合是未来人工智能的一个重要发展方向,您和您的团队在这方面也取得了一些成果,如“意念控制转运床”,请您介绍一下这项科研成果以及未来的应用前景。

回答:“意念控制转运床”的主要核心点是如何准确、有效、快速在线识别大脑的运动想象信号,利用脑信号去控制传输终端即转运床的实时同步运动。该项成果于2017年5月参加了第四届中国机器人峰会,被获评为三大亮点之一,被央视新闻、新华社等多家媒体进行了在线实时报导。

意念控制转运床”的未来应用前景十分广泛。团队主要将其应用于两个方面。一个是临床方面,2018年发布了中国脑计划,因此该项脑机接口技术可用于脑损伤脊椎瘫痪病人的大脑康复,以及神经功能重建。另一方面,该项技术可用于航天方面,最近我们也在与航天科技集团合作申请脑机相关项目,利用脑机接口技术,实现太空空间机器人的精准操控。

生物谷:我们知道Space X和Tesla的CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)创建了第三家科技公司Neuralink,专门研究脑机接口(BCI)。他的梦想是要把我们现在离不开的手机、电脑等多种设备压缩进一个随身携带的BCI,并且实现总体大于部分之和的更多功能。我们想请您评价一下他的脑机接口技术,您认为脑机接口需要解决的技术关键是什么?国内外差距有多大?

回答:脑机接口需要解决的技术关键是脑信号的实时采集和准确解析。这项技术面临的主要技术挑战在于脑信号极其微弱、信噪比低、变化快。因此,如何有效地采集脑信号是脑机接口技术需要解决的一个关键问题,另一个关键问题则是如何高效精确解析脑信号的特征。

国外很早就开始了此项技术的研究,例如宾夕法尼亚大学。国内这几年,因为脑计划的启动,相关研究者也做了不少工作。相比于国外,国内很大的优势在于,临床需求量和样本数据量远远超过国外。国外有很多做猴子训练、脊椎损伤方面与人工智能结合的研究机构,国内也在这方面做了很多工作。另外,国内还有一个优势,就在于航空航天方面,优势巨大。

生物谷:您带领的研究团队基于电生理信号、结构与功能磁共振成像等,在阿尔茨海默症致病机理、癫痫疾病病灶定位、海马体突触可塑性机理等领域也进行了深入研究,相关成果得到了国际同行的广泛认可,您能简要介绍一下这方面的研究成果吗?

回答:我们团队主要是依托北京的医院,包括宣武医院、天坛医院、中国康复研究中心、积水潭医院,通过采集多模态脑信号分析大脑变化。脑电数据时间分辨率高(ms级);功能磁共振成像有着很好的空间分辨率(mm级),能够看到大脑内生成的像素级别的活动情况。我们团队会结合电生理数据和神经成像数据的优点,去分析早期老年痴呆即轻度认知障碍患者的大脑区域,解释脑区的变化,在早期筛选出认知障碍程度较轻的病人。如果能够早期筛选出来轻度认知障碍患者,并结合临床为患者提供建议或者物理疗法,这样患者会痊愈,成为正常人。如果认知障碍患者错过了早期,就无法得到有效的治疗,病情发展成为老年痴呆后就无药可治。另外,海马体的机理也是我们的研究重点。我们采集海马体的神经元数据,研究神经元之间如何产生记忆变化过程。同时模拟正常人和老年痴呆患者的记忆机理,尝试着恢复老年痴呆患者的记忆过程。我们也会将研究的神经元间机理应用于航天工程。

生物谷:您具有计算机专业背景,这是否为您现在的脑科学及类脑智能研究奠定了很好的基础?如果想让您给未来投身这一领域研究的青年科学家一些建议,您想说什么?

回答:这个问题非常好。目前国际上最倡导的就是交叉学科背景的人才培养。我们能够通过工程的应用,解决临床问题。这就是目前国内很火的一个概念——医工交叉,其指的是信息学、计算机科学、神经科学、心理学等若干学科的综合。多学科交叉背景的人才,在做脑科学及类脑智能这方面的研究时,具有非常好的研究基础。而且计算机科学技术,主要用于解决国家的重大需求,例如航空航天、脑科学。具体包括人工智能、智能机器人、深度学习算法、图像处理,这些需求的解决,都离不开计算机的专业背景。

现在的青年科学家应该注重多学科背景知识的学习。现在的大趋势是多学科交叉,单一学科的钻研会遇到瓶颈。我建议青年科学家在了解背景需求的情况下,尽量将自己的工程技术应用在不同的行业中以解决不同的问题。

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