前言:從各國目前腦計劃的制訂看,網際網路這個因素並無獲得足夠的正視。沒有網際網路作為參照物,巨集大的腦計劃勢必成為無源之水,無根之木,目前歐美腦計劃泛起的問題已反映出這種傾向。中國網際網路的快速發展也為中國腦計劃的開展奠定了優良的基礎以及得天獨厚的優勢,網際網路+腦科學,網際網路神經學的鑽研,中國腦計劃徹底可以對於歐美實現彎道超車,找到中國突破的新科學領功能變數。

一.歐美大腦計劃不斷推出

兩岸商貿,網路創業,創業賺錢思惟,微商平台

2013年美國總統奧巴馬向全世界公佈了「推進立異神經技術腦鑽研計劃」。奧巴馬的「腦計劃」被外界看做是可以以及人類基因組測序相媲美的大科學項目,美國政府將為項目撥款1.1億美元¥。美國「腦計劃」瞄準「第一」的目的是繪製出第一幅囊括大腦所有流動的詳圖,其最終的臨床套用內含通過直接扭轉神經迴路來診斷以及醫治疾病。「腦計劃」的進展不僅會帶動美國的醫療衛生、資訊技術等產業,還會帶來人類認知的大進步。

2013年年初,歐盟委員會就宣佈「人腦專案」為歐盟未來10年的「新興旗艦技術項目」。歐盟項目與美國「腦計劃」有很大不同,前者提出在巨型電腦上對於人腦建模,而建模所需的資料可以來自「腦計劃」,二者可以互為補充。

2014年開始,啟動中國腦計劃的呼聲也不斷升高。2015以來,關於中國腦計劃的學術籌備會議已屢次舉辦。日前,多位科學家最近在接受記者採訪時介紹,中國腦計劃的最佳形式是「一體兩翼」,即以鑽研腦為主體,維護腦以及摹擬腦為兩翼。

對于尚未推出的中國腦計劃,不少科學家抱有較高指望。尤為是在歐盟的「人類大腦計劃」HBP閱歷爭論從新啟動之後,科學家們認為,中國的大科學項目是國家總體投入,一旦選准了正確的方向,將有很大的可能獲取突破。

另一方面世界級網際網路企業也也推出自己的人工智慧大腦計劃,2011年以來,GoogleX試驗室施行了「谷歌大腦」專案,通過1.6萬¥片CPU核構建了一個龐大的系統,用於摹擬人類的大腦神經網路,通過深度學習等神經網路技術以及觀看YouTube視訊等模式,不斷學習識別人臉、貓臉以及其他事物。

2014開始,內含百度,訊飛,愛奇藝,也推出各自的人工智慧腦計劃,但願應用深度學習與大資料結合發展網際網路中的人工智慧套用。

二.各國大腦計劃發生的大背景環境

每次人類社會的重大技術變革都會致使新領功能變數的科學革命,大航海時代令人類看到了生物的多樣性以及孤立生態系統對於生物的影響。無論是達爾文仍然是華萊士都是跟隨遠航的船隊才發現了生物的進化現象。

大工業革命令人類無論在力量的使用仍然是察看能力都獲取的極大的提高。為此後100年開始的物理學大突破,奠定了技術基礎。這些突破內含牛頓的萬¥有引力,愛因斯坦的相對於論,以及眾多科學家建立的量子力學大廈,這些突破都與」力「以及」觀測「有關。

網際網路+腦科學,中國腦計劃的機會

網際網路革命對于人類的影響已遠遠超過了大工業革命。與工業革命增強人類的力量以及視線不同,網際網路極大的增強了人類的智慧,豐厚了人類的知識。而智慧以及知識偏偏與大腦的關系最為親密.

若果咱們察看近20年來網際網路泛起的新套用以及新功能,可以直觀的發現網際網路與大腦結構擁有愈來愈多的相似性。這些現象內含:印表機,複印機的遠端操控,醫生通過遠端網路進行手術;中國水利部門在土壤,河流,空氣中安放感知器,及時將氣溫,濕度,風速等資料通過網際網路傳輸到資訊處理中心,形成講演供防汛抗旱決策使用;Google推出了「街景「服務,在城市中安裝安裝多鏡頭攝影機,網際網路使用者可以實時觀看丹佛、拉斯維加斯、邁阿密、紐約以及舊金山等城市的風貌等。

這些新網際網路現象分別具備了運動神經系統,軀體感覺神經系統,視覺神經系統的萌芽,基於以上網際網路新現象,從2008年9月開始,咱們在人類效用學,繁雜系統與繁雜網路,中國科技論文線上等雜誌發表論文顯示網際網路與腦科學的關系,發表「網際網路進化規律的發現與分析」,「網際網路與神經學的交叉對照鑽研」等論文,並與2012年出版《網際網路進化論》一書,顯示網際網路與腦科學之間的關系,並提出網際網路進化的觀點:

「網際網路將向著與人類大腦高度相似的方向進化,它將具備自己的視覺、聽覺、觸覺、運動神經系統,也會擁有自己的記憶神經系統、中樞神經系統、自主神經系統。另一方面,人腦至少在數萬¥年以前就已進化出所有的網際網路功能,不斷發展的網際網路將說明神經學科學家揭開大腦的秘密。科學試驗將證明大腦中也經擁有Google同樣的搜尋引擎,Facebook同樣的SNS系統,IPv4同樣的位址編碼系統,思科同樣的路由系統。。。」

網際網路+腦科學,中國腦計劃的機會

從2010年開始,美國科學家也開始從學術上關注網際網路與腦科學的關系,2010年8月美國南加州大學神經系統科學家拉裡·斯旺森以及理查德·湯普森在《國家科學院院刊》(PNAS)發表論文用網際網路路由機制解釋老鼠大腦的信號如何繞過損壞區功能變數達到目的區功能變數。

2012年11月16日,加州大學聖迭戈分校DmitriKrioukov在2012年11月的《ScientificReport》發表論文提出應用電腦摹擬並結合多種其他計算,提出許多繁雜網路如網際網路、社交網、腦神經網路等有高度的相似性。

三。目前歐美腦計劃存在的問題以及中國腦計劃的機會

咱們在前文中提到,從技術進化致使科學突破的角度看,網際網路帶來的科學突破行將發生在腦科學領功能變數,也就是破解大腦奧秘的鑰匙就在網際網路身上而不是其他,但從各國目前腦計劃的制訂看,網際網路這個因素並無獲得足夠的正視。沒有網際網路作為參照物,巨集大的腦計劃勢必成為無源之水,無根之木,目前歐美腦計劃泛起的問題已反映出這種傾向。

「這是因為缺乏一個腦科學的統一框架。」美國哥倫比亞大學神經學家拉斐爾·尤斯特說,科學家現在只能鑽研其中的個體或小部份,就像是「通過一個像夙來理解電視節目同樣」。這些連線之間的每一層次都有各自的運作法則。然而,「這些運作法則,咱們目前幾乎全無所聞」。

谷歌,百度等網際網路企業提出的人工智慧腦計劃還局限在通過深度學習等人工智慧算法不斷晉陞其機器系統的智慧程度。而疏忽了人的因素、人的智慧、人的主動性在網際網路未來架構中所起到的核心作用。更沒有套用到鑽研人腦功能結構總去。

從過去10年科學鑽研進展看,網際網路與神經學這兩個原本距離遙遠的領功能變數,關系遠比想像的要深刻以及親密,咱們認為中國腦計劃的核心應該以網際網路+腦科學為基礎,樹立網際網路神經學學科為主幹,從而找到撬動中國腦計劃向縱深發展並引領世界腦科學發展的癥結因素。

咱們可以這樣描寫網際網路神經學(Internetneurology):基於神經學的鑽研成果,將網際網路硬體結構,軟體系統,資料與資訊,商業套用有機的整合起來,從而構建網際網路完整架構體系,並預測網際網路沿著神經學路徑可能發生的新功能以及新架構;依據網際網路不斷發生以及安定下來的功能結構,提出鑽研設想,分析人類大腦發生意識,思維,智慧,認知的生物學基礎;鑽研網際網路以及人類大腦結構如何互相影響,互相塑造,互相結合,互相促成的雙巨系統交叉關系。

若果以腦科學以及網際網路為橫坐標軸兩端,生理學以及心理學作為縱坐標的上下兩段,網際網路神經學將由四部份組成:網際網路神經生理學,網際網路神經心理學,大腦網際網路生理學,大腦網際網路心理學,它們之間的交叉部份將形成第五個組成部份-網際網路認知科學,他們的關系如圖二所示。

網際網路+腦科學,中國腦計劃的機會

四。中國腦計劃未來鑽研方向以及可能發生的成果

第一個方向是從網際網路角度找到破解腦科學問題的鑰匙,就是不斷察看網際網路安定下來的功能以及結構,作為鑽研腦科學的參考。2010年咱們在繁雜系統與繁雜網路期刊發表的論文《網際網路虛擬大腦的功能與結構》中提出了13個鑽研方向。

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1.人腦中的搜尋引擎問題

2010年3月24,咱們才在中國科學院鑽研生院的網際網路公開課上完成人腦中是否搜尋引擎的試驗測試。在這次課上,咱們向來自各院所近50名碩士鑽研生介紹網際網路進化理論並完成測試。

試驗結果首先發佈在2011年8月16日科學院網站上以及2012年出版的《網際網路進化論》一書中。在這本書中,咱們也對於人腦中是否存在相似Twitter,維基百科,IPv4/IPv6等級制進行了深刻探討。

咱們曉得百度以及谷歌等類型的搜尋引擎工作原理是,第一,每一個搜尋引擎用網頁抓取程式(spider)。連續抓取網際網路中的網頁內容第二,搜尋引擎抓到網頁內容後,提取癥結詞,樹立索引檔案。第三,使用者輸入癥結詞進行檢索,搜尋引擎找到符合該癥結詞的網頁。

依據這一搜尋原理,咱們設計試驗專案如下,第一,使用PPT向介入測試的人員展示5個辭彙,分別為新浪,搜狐,網易,鳳凰網,新華網,第二,展示時間為3分鐘,供測試人員檢視以及記憶,第三,向測試的人員發問,分別訊問8個辭彙是否在剛才的PPT中泛起並在問卷中標誌,這8個辭彙分別是;阿里巴巴,盛大,搜狐,新浪,開心網,鳳凰網,騰訊,網易。經測試,測試人員回答正確率為98%。

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咱們然後在科學網的部落格網頁開始搜尋引擎的試驗過程。第一,同樣在該網頁內放置新浪,搜狐,網易,鳳凰網,新華網,附加字串「%redft098&876hfgt65%」顯示該頁面在網際網路中是絕無僅有的,第二,發佈30分鐘後,百度以及谷歌的網路蜘蛛檢視該頁面並收錄到其資料庫中第三,向百度以及谷歌兩個搜尋引擎發問(輸入癥結詞),分別查詢8個辭彙是否在剛才的網頁中泛起並做記錄,這8個辭彙分別是;阿里巴巴,盛大,搜狐,新浪,開心網,鳳凰網,騰訊,網易。經測試,百度以及谷歌回答正確率為100%。

對於人的測試泛起了2%的誤差,儘管看起來很小,但這個資料裡蘊含了更多可以證明人腦存在百度以及谷歌的證據,咱們將在未來的文章裡說明。上述試驗可以重複進行。但無論如何,咱們的科學院同窗已成為「世界第一批證實大腦中有百度以及谷歌的人」

2.人腦中的路由問題

美國南加州大學神經系統科學家拉裡·斯旺森以及理查德·湯普森將老鼠大腦中與愉悅以及獎勵關聯的伏核區進行隔離,在同一點同時注入兩枚「示蹤劑」,分別用於顯示信號去向以及來源。

湯普森花費8年多時間發明以及完美這次鑽研所用示蹤法子。其他示蹤法子大多只能在一個位置追蹤一個方向一個信號。「咱們可以在同一個動物身上同時察看一個大腦迴路中的4個連線,」斯旺森說。美國南加州大學的這項鑽研講演已發表在《國家科學院學報》。

3.人腦中的社交網路問題

大腦中的神經元¥像一個社會網路同樣連線在一塊兒。每一個神經細胞都與許多其他的神經細胞相連線,但只有少數彼此很相似的細胞之間會樹立最強有力的聯絡。這些鑽研結果發佈在2015年2月4日的《自然》(Nature)雜誌上。

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該鑽研小組的領導者Thomas Mrsic-Flogel教授說:「神經細胞形成為了一個稱作為突觸的、使人困惑的連線網路——每一個神經細胞有多達幾千突觸。然而並不是所有的突觸連線都是相同的。絕大多數的都是微弱連線,細胞只生成為了很少的一些強有力的連線。該鑽研小組的領導者Thomas Mrsic-Flogel教授說:「咱們想曉得,是否有一些規則可以解釋在由數百萬¥神經元¥所形成的繁雜的網路中神經元¥之間的連線機制。結果顯示其中一個規則很簡單。即志同道合則強有力地連線,彼此行為極為不同的神經元¥則微弱連線或根本不連線。」

第二個方向是應用腦科學,神經學已有的知識,從神經生理學,神經心理學等角度解讀以及預測網際網路未來發展功能結構以及趨勢。

1.2008年繪製出網際網路類大腦架構圖,這幅圖是通過對於腦科學已有成果的的借鑒,所形成預測的未來網際網路成熟架構。

網際網路+腦科學,中國腦計劃的機會

2。用網際網路大腦結構圖分析現用的網際網路領功能變數的熱點概念,雲計算,大資料,物聯網,工業網際網路(工業4.0),搬移網際網路。

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3.2012年提出網際網路的神經反射弧現象,就是當網際網路各神經系統發育成熟後,所泛起的反射現象,網際網路神經反射弧的鑽研會對於理解網際網路運行機理,發現網際網路未來商業模式發生主要影響,咱們在2012年出版的《網際網路進化論》一書中提出了7中網際網路神經反射模式。下圖只顯示其中一個模型。

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4.2014年提出網際網路神經元¥的「細胞體」-社交網路個人空間在形成更為成熟的網際網路神經元¥時,必然會致使社交網路與物聯網,工業網際網路的結合,從而形成人與人,人與物,物與物社交的」大社交網路BIG SNS「

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5.網際網路大腦的情緒問題

目前從網際網路所蘊含的套用看,能夠發生相似人類情緒的部份主要發生在社交網路中,譬如新浪微博,騰訊微信,Facebook,twitter等,這些巨型社交網路連線了數十億人類,而且未來可能進行進一步的交融,

社交網路不僅連線了網際網路使用者。更連線了這些使用者在文字,圖片以及視訊中表達的情緒,當這種情緒通過關系鏈發生傳佈以及共振時,網際網路大腦的情緒就具備了鑽研基礎。

大部份時間裡,社交網路中發生著千萬¥種的情緒釋放,儘管可能局部有激烈的情緒節點暴發,但若此時沒有哪個情緒能佔到主導位置,那末從大尺度看,整個網際網路大腦可以認為是處於鎮靜情緒狀況。

但發生主要事件誘發社交網路某種情緒集中暴發時,網際網路大腦就會表現出顯著的情緒,例如喬布斯逝世的趨勢誘發的悲哀情緒,中國奧運會獲取第一位誘發的高興情緒,關於霧霾報導誘發的耽心情緒

6.網際網路大腦的左右腦分工問題

作為神經心理學一個主要的鑽研領功能變數,斯佩裡通過裂腦試驗發現人左右兩半球機能分工的不對於稱性,右半球也有言語功能,但每個半球都有其獨自的感覺、知覺以及意念,都能獨立地學習、記憶以及理解,這種現象也同樣發生在網際網路神經心理學領功能變數。

咱們在第三篇系列文章中提出以百度,谷歌為代表的搜尋引擎將進化為網際網路的左大腦,強於理性,字元,規則;以微博,微信,Facebook,twitter為代表的社交網路將進化為網際網路的右大腦,強於感情,互動,認知等。

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依據斯佩裡的理論,每個半球都有其獨立的完整的功能,但有不對於稱分工,從網際網路發展看,網際網路大腦也有此跡象,例如谷歌在強於搜尋引擎的同時也發展出自己的社交網路G+,騰訊強於社交網路,但通過收購搜尋引擎搜狗,與微信等套用進行深刻關聯。由此可見,百度發展自己的社交網路,facebook,twitter發展自己的搜尋引擎,在未來是順應網際網路類腦結構的進化需求。

7.網際網路大腦的感知、記憶,學習問題

網際網路的感知資訊有三個來源,第一是人們通過社交網路發佈的即時資訊,第二是在各專業網站,維基百科由專業人士輸入的專業類資訊。第三個來自物聯網,工業網際網路傳來的物理世界物的資訊,也就是網際網路感覺神經系統輸入的資訊。

這三方資訊被搜尋引擎為代表的網際網路人工智慧系統進行二次加工,從而形成未來網際網路大腦感知、記憶,學習的基礎。

8.網際網路大腦「夢境」問題

從夢的發源來看,夢是人的心理過程的產物,關於網際網路夢境的發生,2014年11月,咱們發表文章「人類行將進入網際網路夢境時代」,進行了闡述:

「跟著網際網路大腦的日臻成熟,虛擬現實技術開始進入到一個全新的時代,與傳統虛擬現實不同,這一全新時代再也不是虛擬圖像與現實場景的疊加(AR),也不是看到面前巨幕展示出來的三維立體畫面(VR)。它開始與大資料、人工智慧結合得更為緊密,以龐大的資料量為基礎,讓人工智慧服務於虛擬現實技術,令人們在其中獲取真實感以及互動感,讓人類大腦發生錯覺,將視覺、聽覺、嗅覺、運動等神經感覺與網際網路夢境系統互相作用,在清醒的狀況下發生夢境感(Realdream)」

「就像在人類的夢境中咱們會與人發生聯絡同樣,網際網路的夢境同樣需要人與人的互動,這樣一來,咱們就需要一個開放的網路環境。就像網際網路將人連結在一塊兒,泛起社交網路;將萬¥物連結在一塊兒,發生物聯網同樣,夢聯網TheInternetofDream(IOD)將成為現實。在夢聯網的世界中,聯網的夢境可以互相聯通,人們可以等閒進入到別人的夢境中,成為夢境的觀看者或介入者,與其他介入者發生互動流動。進入夢境的人們可以進行語言交流、肢體接觸,而這種網際網路社交體驗,能夠帶給人極為強烈的真實感。可以預感的未來是,夢境中的社交流動將成為未來網際網路社交的一大趨勢。」

9.網際網路大腦的智商問題,

跟著部落格、社交網路、以及雲計算、物聯網等技術的興起,網際網路上資料資訊正以前所未有的速度增長以及累積。網際網路使用者的互動,企業以及政府的資訊發佈,物聯網感知器感應的實時資訊每時每刻都在發生大量的結構化以及非結構化資料,這些資料擴散在整個網際網路網路體系內,體量極為巨大。這些資料中蘊含了對於經濟,科技,教育等等領功能變數很可貴的資訊[52]。這就是網際網路大資料興起的本源以及背景。

與此同時,深度學習為代表的機器學習算法在網際網路領功能變數的廣泛使用,使得網際網路大資料開始與人工智慧進行更為深刻的結合,這其中就內含在大資料以及人工智慧領功能變數領先的世界級公司,如百度,谷歌,微軟等。2011年穀歌開始將「深度學習」應用在自己的大資料處理上,網際網路大資料與人工智慧的結合為網際網路大腦的智慧以及意識發生奠定了基礎。這個問題目前有了較為深刻的鑽研,2014年6月咱們在莫斯科舉辦的ITQM會議上發表論文進行了詳細討論,提出「通過一系列標準測試對於網際網路智商標準評測庫進行測量,從而得出網際網路在被測試時間點的智力發展水平,也就是該時間點的網際網路大腦的智商」,網際網路智商的鑽研對于網際網路環境下的人工智慧發展獎擁有主要價值。

搜尋引擎是目前網際網路最主要的套用之一,它索引了幾乎其他所有網際網路網站的資訊,同時谷歌,百度等公司通過各種模式不斷提高搜尋引擎的智慧水平,因而對於搜尋引擎的智商測試對於鑽研網際網路大腦的智商有主要意義。2014年咱們對於全世界50個搜尋引擎智商進行了測試得出如下結果:

網際網路+腦科學,中國腦計劃的機會

應該指出搜尋引擎智商不能等於網際網路大腦智商,另一個主要的網際網路套用-社交網路所蘊含的智慧能力甚至超過咱們的現象以及測試手腕,未來如何把社交網路智商化並與搜尋引擎組合在一塊兒形成完整的網際網路智商將是一個主要的」網際網路神經心理學問題「

五,結論

網際網路已開啟舊檔了人類窺見大腦之謎的門縫,而大腦的結構也為預測網際網路的未來照亮的前進的路徑。這一點是今天中國開展大腦計劃的最有利因素。中國網際網路的快速發展也為中國腦計劃的開展奠定了優良的基礎以及得天獨厚的優勢,網際網路+腦科學,開展網際網路神經學的鑽研,中國腦計劃徹底可以實現彎道超車,找到屬於中國突破的新科學領功能變數。

附,網際網路神經學各組成部份的介紹

網際網路神經生理學(Internetneurophysiology)重點鑽研基於神經學的網際網路基礎功能以及架構,內含但不限於網際網路中樞神經系統,網際網路感覺神經系統,網際網路運動神經系統,網際網路自主神經系統,網際網路神經反射弧,基於深度學習等算法,應用網際網路大資料進行圖像,音效,視訊識別等網際網路人工智慧處理機制。

網際網路神經心理學(Internet neuropsychology.)重點鑽研網際網路在向成熟腦結構進化的過程中,發生的相似神經心理學的網際網路現象。內含但不僅限於網際網路群體智慧的發生問題,網際網路的情緒問題,網際網路夢境的發生以及特色,網際網路的智商問題等。

大腦網際網路生理學(BrainInternetphysiology)重點鑽研大腦中存在的相似於網際網路功能結構之處,使得不斷發展的網際網路成為破解大腦生物學原理的參照系,內含但不僅限於大腦中的類搜尋引擎機制,大腦中類網際網路路由機制,大腦中的類IPv4/IPv6機制,大腦神經元¥類社交網路的互動機制,人類使用網際網路對於大腦生理學結構的重塑影響等。

大腦網際網路心理學(BrainInternetpsychology)重點鑽研網際網路對於人類大腦在心理學層面的影響以及重塑,內含但不僅限於網際網路對於使用者發生的網癮問題,網際網路對於使用者智商影響問題,網際網路對於使用者情緒以及社交關系的影響問題等

網際網路認知科學(TheInternetincognitivescience)可看作網際網路神經生理學,網際網路神經心理學,大腦網際網路生理學,大腦網際網路心理學的組合交叉,重點鑽研網際網路以及大腦兩個巨系統互相影響,互相塑造,互相結合,互助進化,從而發生智慧,認知,情緒的深層次原理。

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