新型类脑网络来了！中国科学家为人工智能与神经科学“架桥”

作者：黄艳红 黄湘红 段跃初

在科技日新月异的 21 世纪，人工智能的发展犹如一场汹涌澎湃的浪潮，不断冲击着我们的认知和生活。2024 年 8 月 19 日，一则令人振奋的消息传来：我国科学家成功构建新型类脑网络，为人工智能与神经科学之间架起了一座坚固的桥梁。这一突破性的成果不仅在科学界引起了巨大的轰动，也为人类探索智能的奥秘开启了新的篇章。

让我们把时间回溯到 8 月 16 日，中国科学院自动化研究所的李国齐研究员、徐波研究员团队联合清华大学、北京大学等科研力量，共同提出了“基于内生复杂性”的类脑神经元模型构建方法。这一方法犹如一道曙光，照亮了人工智能在发展道路上所面临的重重迷雾。

当前，人工智能领域正朝着构建更加通用的智能模型这一重要目标奋力前行。在追求这一目标的过程中，目前流行的大模型路径主要是基于尺度定律，构建更大、更深和更宽的神经网络，即“基于外生复杂性”的通用智能实现方法。然而，这一方法并非一帆风顺，它面临着诸多严峻的挑战。

这种路径需要消耗大量的计算资源和能源。随着模型规模的不断扩大，计算成本呈指数级增长，这对于资源的需求已经达到了难以持续的程度。想象一下，为了训练一个超级大型的神经网络模型，需要动用庞大的数据中心，消耗大量的电力，这不仅对环境造成了巨大的压力，也使得其应用成本居高不下。

可解释性不足是另一个困扰着研究人员的难题。这些庞大而复杂的神经网络模型就像是一个黑匣子，虽然能够给出准确的预测结果，但我们却难以理解其内部的决策过程和逻辑。这使得我们在使用这些模型时，往往只能盲目地相信其输出，而无法真正了解其背后的原理和机制。

当我们把目光转向人类大脑时，却能发现一个令人惊叹的奇迹。人类大脑拥有约 1000 亿个神经元和 1000 万亿左右的突触连接，如此复杂的结构却能够在仅消耗 20 瓦左右的功耗下高效运行。这不禁让科学家们思考：是否可以借鉴大脑神经元的动力学特性，从内部丰富神经元结构，探索通用智能的潜力呢？答案是肯定的，这就是“基于内生复杂性”的通用智能实现方法。

那么，“基于内生复杂性”的类脑神经元模型究竟是如何工作的呢？简单来说，它试图模拟大脑神经元内部丰富且形态各异的结构和动态特性。传统的神经元模型往往过于简化，忽略了许多关键的细节。而新的模型则更加贴近真实的神经元行为，能够更好地处理复杂的信息和任务。

李国齐研究员指出，实验结果已经充分验证了内生复杂性模型在处理复杂任务时的出色表现。它不仅在准确性上有了显著的提升，而且在计算效率和能源消耗方面也具有明显的优势。这意味着，我们不再需要依靠不断增加模型的规模来提高性能，而是可以通过深入挖掘神经元内部的复杂性来实现更加高效和智能的计算。

这一研究成果为将神经科学的复杂动力学特性融入人工智能提供了全新的方法和坚实的理论支持。它让我们看到了人工智能发展的新方向，不再是单纯地追求规模和速度，而是更加注重模拟大脑的内在机制，以实现更加智能、高效和可持续的发展。

这一成果在实际应用中又将带来怎样的变革呢？首先，在医疗领域，人工智能有望为疾病的诊断和治疗提供更加准确和个性化的方案。通过模拟大脑的认知和决策过程，人工智能系统可以更加精准地分析医疗影像、解读生物数据，从而帮助医生更早地发现疾病、制定更有效的治疗方案。

在教育领域，基于内生复杂性的人工智能模型可以为学生提供更加个性化的学习体验。它能够根据每个学生的学习特点和进度，自适应地调整教学内容和方式，提高学习效果和效率。

在交通领域，智能交通系统可以更加准确地预测交通流量、优化交通信号控制，从而缓解交通拥堵，提高出行效率和安全性。

在金融领域，风险评估和投资决策可以变得更加精准和智能，降低金融风险，提高市场的稳定性和效率。

当然，这一成果的取得只是一个新的起点，研究团队已经马不停蹄地开展进一步的研究工作。他们希望能够进一步提升大模型的计算效率和任务处理能力，实现其在更多实际应用场景中的快速落地。这不仅需要科学家们在技术上不断创新和突破，也需要社会各界的支持和合作。

在未来的日子里，我们有理由相信，随着“基于内生复杂性”的类脑网络研究不断深入和完善，人工智能将真正融入我们生活的方方面面，为人类带来前所未有的便利和福祉。它将不再是遥不可及的科幻梦想，而是实实在在改变我们生活的强大力量。

让我们共同期待这一激动人心的科技变革，为我国科学家的杰出成就而骄傲，为人类智能的未来而充满信心！

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