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脑图谱与类脑智能实验室

  脑图谱与类脑智能实验室是独立建制的所级科研部门,旨在加快推进脑科学和智能科学的深度融合,有效对接科技创新2030—脑科学与类脑研究重大任务,并支持研究所怀柔交叉研究平台的运行。 

  脑图谱与类脑智能实验室将围绕新一代类脑人工智能的体系化创新,推动脑科学与人工智能的深入交叉,集成脑图谱、脑机接口、类脑计算与类脑智能等方向的研究,通过借鉴生物脑的结构、功能、学习范式等,发展具有低功耗和强认知能力的类脑人工智能理论、方法、技术和系统。目前实验室研究方向包括: 

  脑网络组研究:由脑网络组研究中心负责,致力于多尺度脑结构和功能成像及闭环神经调控技术和装备研发、多模态多尺度跨物种的脑网络组图谱研究和验证、脑信息处理机制研究及在神经精神疾病诊疗中的应用、数字孪生脑等。研究成果入选2016年中国十大科技新闻、中国十大医学进展、耀世娱乐改革开放40周年40项代表性成果等。 

  中心主页: 

  脑微观重建与智能分析:开发微介观尺度(突触水平)解析大脑所需的专用工艺设备、高速三维成像、海量图谱绘制和智能电路分析等技术,已成功构建国内首个全链条的脑连接图谱高通量分析技术体系,将为类脑智能研究提供启发和依据。 

  高通量脑活动检测与调控:开发面向灵长类脑功能读写的新型光学高通量工具和方法,解析介导灵长类复杂声音认知的脑皮层神经环路与功能组织结构,并产生高通量、高覆盖、高精度的灵长类脑功能数据以驱动训练类脑机器听觉模型。 

  神经信息编解码与脑机交互:结合认知神经科学实验和人工智能技术,研究脑视听觉加工和运动控制过程中的信息编码机制,探索人脑思想意图解码技术,并研制新型非侵入式高速脑机接口平台,实现真正的“所思即所得”。 

  微创植入式脑机接口系统与应用:开发高通量、微创植入式脑机接口系统,并探索其在脑疾病诊疗和脑机融合领域的应用。已研制出国内首套百微米孔径微创颅骨开孔系统和柔性电极自动植入机器人系统,以及首款脑机接口用人体信道通信芯片,并发现了灵长类前运动皮层的新型编码模式。 

  类脑认知智能:由类脑认知智能团队负责。构建面向通用人工智能的类脑认知智能模型,研究类脑脉冲神经网络学习、发育与演化机理、类脑可塑性理论、类脑知识表征与推理、类脑决策理论、意识计算模型、情感与伦理道德的类脑模型等。已发布了类脑认知智能引擎“智脉(BrainCog)”并研制了“智善·观行”人工智能伦理安全平台。

  团队主页:

  类脑计算智能:借鉴大脑网络信息处理机制,旨在构建更通用、更高效的类脑计算理论、模型架构和芯片系统。成功解决了深层结构下的类脑脉冲神经网络的脉冲退化问题,并实现了类脑数据模型-开源训练平台-软件工具链-类脑芯片的全流程部署,将进一步构造亿级神经元类脑神经网络模型训练系统。