人工智能脑科学的应用方向（人工智能与脑科学发展和现状）

走迷宫、寻找食物、躲避敌人的追究并反杀……这个会“暴露年龄”的经典街机游戏《吃豆人》，如今已经被手握操纵杆的猕猴熟练掌握。

“我们发现猕猴通过使用分而治之的启发式方法，在每个时间只关注游戏的一个子任务，分布式地解决这些问题。更令人感到吃惊的是，猕猴能够在时序上组合这些策略基组，构建更为复杂的复合策略，来处理更有挑战性的任务。”

9月20日，在天桥脑科学研究院（TCCI）主办AI For Brain Science系列会议第六期——“决策与人工智能”上，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心高级研究员杨天明博士分享。

两个“黑匣子”的互相破解

随着以ChatGPT为代表的大模型AI技术广泛进入生活和工作，人们也期待AI未来能在商业分析和决策上起到更好的帮助。然而，目前AI机制的不透明、不可解释性极大制约了人们对其决策的理解。无独有偶，大脑在高级决策方面的工作原理也仍不明确。

为定量地描述猕猴的游戏策略，杨天明团队利用人工智能和统计方法，将不同的策略基组对比拟合到猕猴的游戏行为数据中，推断策略的动态权重。该计算模型对猕猴手柄运动的预测准确率能够达到90%以上。

这项交叉研究给AI for Brain Science领域带来了重要的启示。杨天明在会上总结道：“低维的行为任务不足以理解复杂的大脑，而AI可以辅助我们理解高维数据，高维行为、高通量神经元记录以及合理的AI模型可以帮助我们理解大脑复杂性。”

据了解，在所有科学研究之中，大脑是科学家们所知甚少的“自然科学最后一块疆域”。今年以来，天桥脑科学研究院发力“AI for Brain Science”，鼓励人工智能和脑科学这两个“黑匣子”互相启发、互相破译。

“在科学的发展过程中，人工智能与认知科学交叉演进。人工智能旨在模拟智能体的决策和问题解决能力，而认知科学则专注于理解人类认知过程。这一交叉演进为我们提供了更好地理解智能的机会，有助于开发更智能的机器，同时也有助于更深入地理解人类思维和大脑运作。”天桥脑科学研究院中国学术会议总监、天桥脑科学研究院人工智能与精神健康实验室科学家耿海洋博士表示。

记者获悉，天桥脑科学研究院已围绕AI for Brain Science组织了六场学术会议，邀请人工智能科学家、神经科学家、临床医生、产业界专家和高校年轻学生学者同台共话，分享在人工智能和脑科学这两大领域进行融合创新的思路和实战，全方位拆解AI for Brain Science在基础研究和健康应用上的可能性。系列会议大众总观看52万人次，参会领域专家800余人。

有广泛的健康应用潜力

除了推动人们对智能本质的理解，人工智能也在脑科学领域具有广泛的健康应用潜力。例如，人工智能可以帮助医生识别难以察觉的痕迹、进行线索分析等。在AI for Brain Science“AI助力攻克脑疾病”会议上，与会专家提及人工智能具有以下方面应用：建设侵入性脑电数据库以破译脑功能破译、建立大型队列以实现阿尔茨海默病早期诊断，通过人工智能技术改进睡眠障碍的诊断方法、开发基于人机对话的抑郁症问诊机器人和利用语音和语言特征构建症状与精神疾病知识图谱等。与会专家们预测，尤其在精准医疗方面，人工智能更是具有巨大潜力，在3-5年内会完成医疗的最后一公里。

华山医院院长、TCCI转化中心主任毛颖教授表示：“面对发展一日千里的人工智能新技术，作为一名神经外科大夫，我并不担心会失业，更关心如何拥抱人工智能，更好地服务患者，还能让我们医生早点下班。比如AI辅助问诊、辅助分析大脑影像和脑电数据、制定手术方案等。”

另一部分AI for Brain Science健康应用则会以音乐这样“润物细无声”的形式改善人们的生活。卡内基梅隆大学计算机科学系博士生戴舒琪分享了“AI作曲”存在着诸多有价值的应用场景。例如，帕金森患者可采用节律性音乐治疗有效改善其运动功能障碍，提高肢体的协调性；在辅助行走方面，老年人也可以通过耳机或穿戴感知设备传输的音乐或节律性声音，提升日常行走的安全性。此外，音乐还可以用于刺激和唤醒植物人。

耿海洋博士介绍， AI for Brain Science系列会议将提供一个重要的平台，让学术界和产业界的专家们可以展示最新研究成果、交流合作机会，并分享在人工智能与脑科学领域的最佳实践。2023年，天桥脑科学研究院还将陆续举办“人工智能与学习”“人工智能与精神健康”“人工智能与睡眠”“人工智能与抗衰老”等主题会议。

“我们热忱欢迎对人工智能和脑科学领域感兴趣的学者、研究人员和业界从业者参加AI for Brain Science系列会议。通过这个平台，我们希望推动人工智能和脑科学的前沿进展，共同探讨AI如何更好地服务研究人类智能，启发AGI的开发，并为解决大脑功能和疾病的挑战提供创新的解决方案。”耿海洋说。

新民晚报记者 郜阳