互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)學：建立互聯(lián)網(wǎng)時代大腦計劃的理論基礎

前言：本文是互聯(lián)網(wǎng)大腦計劃啟動建議的第五篇，互聯(lián)網(wǎng)大腦計劃是在新世紀新的科技背景下，將互聯(lián)網(wǎng)、人工智能與腦科學領域進行交叉研究，從而建立具有中國特色的“大腦計劃”，其特點可以總結(jié)為：““三個支點，兩個目標，一個基礎“。本文將重點介紹互聯(lián)網(wǎng)時代大腦計劃中國面臨的機遇，互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)學提出的背景和主要研究方向的詳細內(nèi)容。提出互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)學應該成為互聯(lián)網(wǎng)時代大腦計劃的理論研究基礎。1.互聯(lián)網(wǎng)時代大腦計劃的中國機遇十八大以來，國家主席習近平提出“中國夢“，確定中國人民到新中國成立100年時建成富強民主文明和諧的社會主義現(xiàn)代化國家的目標，從而實現(xiàn)實現(xiàn)中華民族偉大復興，另一方面通過“人類命運共同體”的闡述，第一次向世界傳遞對人類文明走向的中國判斷。習近平總書記在不同時間、不同場合強調(diào)：“綜合國力競爭說到底是創(chuàng)新的競爭。”“創(chuàng)新是引領發(fā)展的第一動力。抓創(chuàng)新就是抓發(fā)展，謀創(chuàng)新就是謀未來。”“創(chuàng)新始終是推動一個國家、一個民族向前發(fā)展的重要力量，實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，就是要推動以科技創(chuàng)新為核心的全面創(chuàng)新?！被ヂ?lián)網(wǎng)與腦科學的交叉對比、互聯(lián)網(wǎng)大腦架構(gòu)體系建立、互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)學的提出，是在過去10年里在中國形成的創(chuàng)新成果?；ヂ?lián)網(wǎng)與腦科學的結(jié)合作為21世紀科技發(fā)展的新方向和新領域。留給中國難得的重大前沿理論創(chuàng)新機遇，這需要中國各領域科學家，特別包括互聯(lián)網(wǎng)，神經(jīng)學，人工智能，進化論，科技哲學等領域的科學家抓住機遇，勇于探索，搶占這個新時代條件下的基礎科學理論制高點。2015年兩會期間，李克強在政府工作報告中提出制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合，促進電子商務、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)金融健康發(fā)展，從而搶占新興產(chǎn)業(yè)和新興業(yè)態(tài)的競爭高地。在李克強總理的號召下，在中國，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)與越來越多的行業(yè)，產(chǎn)業(yè)結(jié)合，釋放出巨大的能量。包括金融，農(nóng)業(yè)，制造業(yè)，交通，服務業(yè)等等?；ヂ?lián)網(wǎng)+腦科學，同樣蘊含了巨大的創(chuàng)新能量和拓展空間，有可能使中國在21世紀的前沿科學領域占領制高點。并深刻影響到包括網(wǎng)絡理論、科學技術哲學、神經(jīng)心理學，認知科學，乃至中國傳統(tǒng)文化和思辨方式在新科技條件下的價值體現(xiàn)，國家軍事政治在互聯(lián)網(wǎng)條件下的發(fā)展策略和理論架構(gòu)等。前文中提到，從技術進步導致科學突破的角度看，互聯(lián)網(wǎng)帶來的科學突破即將發(fā)生在腦科學領域，也就是破解大腦奧秘的鑰匙就在互聯(lián)網(wǎng)身上而不是其他，但從各國目前腦計劃的制定看，互聯(lián)網(wǎng)這個因素并沒有得到足夠的重視。沒有互聯(lián)網(wǎng)作為參照物，宏大的腦計劃必將成為無源之水，無根之木，目前歐美腦計劃出現(xiàn)的問題已經(jīng)反映出這種傾向。“這是因為缺少一個腦科學的統(tǒng)一框架?！泵绹鐐惐葋喆髮W神經(jīng)學家拉斐爾?尤斯特說，科學家現(xiàn)在只能研究其中的個體或小部分，就像是“通過一個像素來理解電視節(jié)目一樣”。這些連接之間的每一層次都有各自的運作法則。但是，“這些運作法則，我們目前幾乎一無所知”?；诖?，我們建議在相關部門的支持下，采取科研自組織和國家隊相結(jié)合的方式，聚集來自神經(jīng)科學，計算機，人工智能，科技哲學，網(wǎng)絡經(jīng)濟，國家戰(zhàn)略等方向的(青年)科學家組成攻堅力量，啟動互聯(lián)網(wǎng)大腦計劃，搶占新時代條件下的互聯(lián)網(wǎng)，腦科學方向基礎科學理論和科技成果研究制高點?；ヂ?lián)網(wǎng)大腦計劃的特點可以歸納為：“三個支點，兩個目標，一個基礎“。三個支點：以互聯(lián)網(wǎng)，人工智能，腦科學三個領域作為支點進行跨學科交叉研究，從而形成21世紀中國原創(chuàng)的重要科學成果；兩個目標：1)通過腦科學預測互聯(lián)網(wǎng)和人工智能未來發(fā)展趨勢；2)利用互聯(lián)網(wǎng)作為研究大腦的參照系，建立以互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)為參考的人腦模型，從而為揭開神經(jīng)學科學難題建立一條新的科學路徑；一個基礎：以形成中國原創(chuàng)的互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)學學科作為未來腦計劃的基礎。2.互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)學的提出和研究方向從過去10年科學研究進展看，互聯(lián)網(wǎng)與腦科學這兩個原本距離遙遠的領域，關系遠比想象的要深入和密切，我們認為互聯(lián)網(wǎng)大腦計劃的核心以互聯(lián)網(wǎng)，人工智能，腦科學為基礎，建立在中國原創(chuàng)的互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)學學科，目標是通過腦科學預測互聯(lián)網(wǎng)和人工智能未來發(fā)展趨勢，建立以互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)為參考的模仿大腦模型，從而為揭開大腦之謎建立一條新的科學路徑。并以此為基礎，從而找到撬動中國腦計劃向縱深發(fā)展并引領世界科技發(fā)展的關鍵因素?？梢赃@樣描述互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)學(Internetneurology)：基于神經(jīng)學的研究成果，將互聯(lián)網(wǎng)硬件結(jié)構(gòu)，軟件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)與信息，商業(yè)應用有機的整合起來，從而構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)完整架構(gòu)體系，并預測互聯(lián)網(wǎng)沿著神經(jīng)學路徑可能產(chǎn)生的新功能和新架構(gòu)；根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)不斷產(chǎn)生和穩(wěn)定下來的功能結(jié)構(gòu)，提出研究設想，分析人類大腦產(chǎn)生意識，思想，智能，認知的生物學基礎；研究互聯(lián)網(wǎng)和人類大腦結(jié)構(gòu)如何相互影響，相互塑造，相互結(jié)合，相互促進的雙巨系統(tǒng)交叉關系。如果以腦科學和互聯(lián)網(wǎng)為橫坐標軸兩端，生理學和心理學作為縱坐標的上下兩段，互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)學將由四部分組成：互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)生理學，互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)心理學，腦互聯(lián)網(wǎng)生理學，腦互聯(lián)網(wǎng)心理學，它們之間的交叉部分將形成第五個組成部分-互聯(lián)網(wǎng)認知科學，他們的關系如圖2所示，更為詳細的介紹如下：(1)互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)生理學(Internetneurophysiology)重點研究基于神經(jīng)學的互聯(lián)網(wǎng)基礎功能和架構(gòu)，包括但不限于互聯(lián)網(wǎng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)感覺神經(jīng)系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)運動神經(jīng)系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)自主神經(jīng)系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)反射弧，基于深度學習等算法，運用互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)進行圖像，聲音，視頻識別等互聯(lián)網(wǎng)人工智能處理機制。(2)互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)心理學(Internetneuropsychology.)重點研究互聯(lián)網(wǎng)在向成熟腦結(jié)構(gòu)進化的過程中，產(chǎn)生的類似神經(jīng)心理學的互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)象。包括但不僅限于互聯(lián)網(wǎng)群體智慧的產(chǎn)生問題，互聯(lián)網(wǎng)的情緒問題，互聯(lián)網(wǎng)夢境的產(chǎn)生和特點，互聯(lián)網(wǎng)的智商問題等。(3)腦互聯(lián)網(wǎng)生理學(BrainInternetphysiology)重點研究大腦中存在的類似于互聯(lián)網(wǎng)功能結(jié)構(gòu)的地方，使得不斷發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)成為破解大腦生物學原理的參照系，包括但不僅限于大腦中的類搜索引擎機制，大腦中類互聯(lián)網(wǎng)路由機制，大腦中的類IPv4/IPv6機制，大腦神經(jīng)元類社交網(wǎng)絡的交互機制，人類使用互聯(lián)網(wǎng)對大腦生理學結(jié)構(gòu)的重塑影響等。(4)腦互聯(lián)網(wǎng)心理學(BrainInternetpsychology)重點研究互聯(lián)網(wǎng)對人類大腦在心理學層面的影響和重塑，包括但不僅限于互聯(lián)網(wǎng)對使用者產(chǎn)生的網(wǎng)癮問題，互聯(lián)網(wǎng)對使用者智商影響問題，互聯(lián)網(wǎng)對使用者情緒和社交關系的影響問題等(5)互聯(lián)網(wǎng)認知科學(TheInternetincognitivescience)可看做互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)生理學，互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)心