互联网神经学：建立互联网时代大脑计划的理论基础

互联网神经学：建立互联网时代大脑计划的理论基础

前言：本文是互联网大脑计划启动建议的第五篇，互联网大脑计划是在新世纪新的科技背景下，将互联网、人工智能与脑科学领域进行交叉研究，从而建立具有中国特色的“大脑计划”，其特点可以总结为：““三个支点，两个目标，一个基础“。本文将重点介绍互联网时代大脑计划中国面临的机遇，互联网神经学提出的背景和主要研究方向的详细内容。提出互联网神经学应该成为互联网时代大脑计划的理论研究基础。1.互联网时代大脑计划的中国机遇十八大以来，国家主席习近平提出“中国梦“，确定中国人民到新中国成立100年时建成富强民主文明和谐的社会主义现代化国家的目标，从而实现实现中华民族伟大复兴，另一方面通过“人类命运共同体”的阐述，第一次向世界传递对人类文明走向的中国判断。习近平总书记在不同时间、不同场合强调：“综合国力竞争说到底是创新的竞争。”“创新是引领发展的第一动力。抓创新就是抓发展，谋创新就是谋未来。”“创新始终是推动一个国家、一个民族向前发展的重要力量，实施创新驱动发展战略，就是要推动以科技创新为核心的全面创新。”互联网与脑科学的交叉对比、互联网大脑架构体系建立、互联网神经学的提出，是在过去10年里在中国形成的创新成果。互联网与脑科学的结合作为21世纪科技发展的新方向和新领域。留给中国难得的重大前沿理论创新机遇，这需要中国各领域科学家，特别包括互联网，神经学，人工智能，进化论，科技哲学等领域的科学家抓住机遇，勇于探索，抢占这个新时代条件下的基础科学理论制高点。2015年两会期间，李克强在政府工作报告中提出制定“互联网+”行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展，从而抢占新兴产业和新兴业态的竞争高地。在李克强总理的号召下，在中国，互联网已经与越来越多的行业，产业结合，释放出巨大的能量。包括金融，农业，制造业，交通，服务业等等。互联网+脑科学，同样蕴含了巨大的创新能量和拓展空间，有可能使中国在21世纪的前沿科学领域占领制高点。并深刻影响到包括网络理论、科学技术哲学、神经心理学，认知科学，乃至中国传统文化和思辨方式在新科技条件下的价值体现，国家军事政治在互联网条件下的发展策略和理论架构等。前文中提到，从技术进步导致科学突破的角度看，互联网带来的科学突破即将发生在脑科学领域，也就是破解大脑奥秘的钥匙就在互联网身上而不是其他，但从各国目前脑计划的制定看，互联网这个因素并没有得到足够的重视。没有互联网作为参照物，宏大的脑计划必将成为无源之水，无根之木，目前欧美脑计划出现的问题已经反映出这种倾向。“这是因为缺少一个脑科学的统一框架。”美国哥伦比亚大学神经学家拉斐尔•尤斯特说，科学家现在只能研究其中的个体或小部分，就像是“通过一个像素来理解电视节目一样”。这些连接之间的每一层次都有各自的运作法则。但是，“这些运作法则，我们目前几乎一无所知”。基于此，我们建议在相关部门的支持下，采取科研自组织和国家队相结合的方式，聚集来自神经科学，计算机，人工智能，科技哲学，网络经济，国家战略等方向的(青年)科学家组成攻坚力量，启动互联网大脑计划，抢占新时代条件下的互联网，脑科学方向基础科学理论和科技成果研究制高点。互联网大脑计划的特点可以归纳为：“三个支点，两个目标，一个基础“。三个支点：以互联网，人工智能，脑科学三个领域作为支点进行跨学科交叉研究，从而形成21世纪中国原创的重要科学成果；两个目标：1)通过脑科学预测互联网和人工智能未来发展趋势；2)利用互联网作为研究大脑的参照系，建立以互联网架构为参考的人脑模型，从而为揭开神经学科学难题建立一条新的科学路径；一个基础：以形成中国原创的互联网神经学学科作为未来脑计划的基础。2.互联网神经学的提出和研究方向从过去10年科学研究进展看，互联网与脑科学这两个原本距离遥远的领域，关系远比想象的要深入和密切，我们认为互联网大脑计划的核心以互联网，人工智能，脑科学为基础，建立在中国原创的互联网神经学学科，目标是通过脑科学预测互联网和人工智能未来发展趋势，建立以互联网架构为参考的模仿大脑模型，从而为揭开大脑之谜建立一条新的科学路径。并以此为基础，从而找到撬动中国脑计划向纵深发展并引领世界科技发展的关键因素。可以这样描述互联网神经学(Internetneurology)：基于神经学的研究成果，将互联网硬件结构，软件系统，数据与信息，商业应用有机的整合起来，从而构建互联网完整架构体系，并预测互联网沿着神经学路径可能产生的新功能和新架构；根据互联网不断产生和稳定下来的功能结构，提出研究设想，分析人类大脑产生意识，思想，智能，认知的生物学基础；研究互联网和人类大脑结构如何相互影响，相互塑造，相互结合，相互促进的双巨系统交叉关系。如果以脑科学和互联网为横坐标轴两端，生理学和心理学作为纵坐标的上下两段，互联网神经学将由四部分组成：互联网神经生理学，互联网神经心理学，脑互联网生理学，脑互联网心理学，它们之间的交叉部分将形成第五个组成部分-互联网认知科学，他们的关系如图2所示，更为详细的介绍如下：(1)互联网神经生理学(Internetneurophysiology)重点研究基于神经学的互联网基础功能和架构，包括但不限于互联网中枢神经系统，互联网感觉神经系统，互联网运动神经系统，互联网自主神经系统，互联网神经反射弧，基于深度学习等算法，运用互联网大数据进行图像，声音，视频识别等互联网人工智能处理机制。(2)互联网神经心理学(Internetneuropsychology.)重点研究互联网在向成熟脑结构进化的过程中，产生的类似神经心理学的互联网现象。包括但不仅限于互联网群体智慧的产生问题，互联网的情绪问题，互联网梦境的产生和特点，互联网的智商问题等。(3)脑互联网生理学(BrainInternetphysiology)重点研究大脑中存在的类似于互联网功能结构的地方，使得不断发展的互联网成为破解大脑生物学原理的参照系，包括但不仅限于大脑中的类搜索引擎机制，大脑中类互联网路由机制，大脑中的类IPv4/IPv6机制，大脑神经元类社交网络的交互机制，人类使用互联网对大脑生理学结构的重塑影响等。(4)脑互联网心理学(BrainInternetpsychology)重点研究互联网对人类大脑在心理学层面的影响和重塑，包括但不仅限于互联网对使用者产生的网瘾问题，互联网对使用者智商影响问题，互联网对使用者情绪和社交关系的影响问题等(5)互联网认知科学(TheInternetincognitivescience)可看做互联网神经生理学，互联网神经心