国际脑科学实验室期待中国架构融入

——访伦敦大学学院肯尼思·哈里斯教授

哈里斯教授在接受采访 本报记者 郑焕斌摄

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2017年9月,国际脑科学实验室(IBL)正式诞生,旨在探索神经科学领域国际合作研究的新模式。

近一年来,该实验室是怎样运作的?取得了哪些进展?对中国脑科学研究将带来什么样的影响?日前,科技日报记者带着这些问题采访了IBL成员、伦敦大学学院(UCL)脑科学学院和生命科学学院定量神经科学教授肯尼思·哈里斯。

没有总负责人,“自下而上”管理模式

作为神经科学领域的大型国际合作项目,IBL正式成员涵盖了美欧21家国际一流脑科学实验室,UCL就有7家。获得UCL机器人专业博士学位的哈里斯教授同时也担任UCL生命科学学院大脑皮层实验室共同主任,他负责构建IBL的数据架构,该架构将使IBL能规划未来研究工作中产生的所有数据。

哈里斯教授说:“IBL就是要建立一个国际合作研究团队,从整体上理解大脑的运行机理。大脑在处理不同任务时可能采用不同的机理,单一理论不可能解释所有机理,但如果建立大脑处理简单决策任务的标准模型,将会十分有益,这就是IBL的目标。因此,IBL的21家实验室将集中研究‘简单决策任务’——如果能够理解大脑的工作机理,这将成为标准模式。”

与目前已有的其他脑科学项目(如欧盟的“人脑计划”、艾伦脑科学研究所的“大脑图谱计划”等)不同的是,IBL是一种“自组织”——采用“自下而上”管理模式:有人负责数据组织,有人负责行为任务分析,也有人负责计划的管理,但整个计划没有总负责人;科学家们能够在其框架内设计自己的研究计划,并通过中央服务器分享研究数据。但IBL正式成员必须研究同一个“决策任务”,且必须使产生的数据能够呈现同样的数据模式。

IBL计划分四阶段,正在完成基础工作

哈里斯教授介绍,IBL计划共分四个阶段:第一阶段开始于2017年9月,主要任务是构建组织;第二阶段是构建IBL的基础架构和一些技术细节,如确定摄像机的角度、数量,以及所采用的操作系统(OS)等;第三阶段是收集数据;第四阶段是从庞大实验数据中得出结论。真正的研究工作将于2019年展开,而具体研究工作将从“认知视觉刺激”开始。

IBL目前处于早期阶段,正在按计划完成一些基础性工作,包括建立各种技术细节。全部基础性工作可能会在未来1—2年内完成。

暂不扩大规模,非成员尚无法获得授权

谈及自己负责的工作时,哈里斯教授说,IBL要建立一个大型独立数据库,存储各实验室所产生的全部数据,并利用这些数据理解大脑各部分是如何协同工作,并最终作出一项简单决策的。

IBL正式成员都被授权使用IBL开发的应用程序,但目前尚不打算进一步扩大规模,非成员尚不能利用这些程序。哈里斯解释说,这是因为,“从使用基础设施的角度看,目前还没有准备妥当。现阶段保持小规模,可以更好地集中精力完成实验性工作和基础建设;可以从中汲取教训——探索较小规模的组织如何才能更好地运转,以便对IBL未来运转机制有更清晰的认识”。

哈里斯认为,IBL也面临诸多挑战,“第一是需要找到足够空间存储即将产生的数据——其数量将多达数个拍字节(PB)。IBL成员、纽约熨斗研究院(Flatiron institute)已提供了一个数据服务器存储第一批数据,但未来仍需更大的存储空间;第二是需要21家实验室一致同意研究同一种简单决策任务,目前已基本达成一致。此外还面临一些技术挑战,诸如实验过程中的视频处理和监测技术细节等”。

未来资源网上公开,期待中国架构融入

哈里斯教授说,未来,IBL开发的所有软件、数据和各部分的设计等资源将完全在网上公开,希望这将有助于包括中国科学家在内的其他国家科学家的研究工作。

“中国在神经科学研究领域享有盛誉,中国也可以建立类似IBL的架构,待IBL完成全部基础性工作后,这两个计划就可以自动融合,中国科学家产生的数据将与IBL产生的数据类似,科学家们将能够共同利用两种数据。”

(科技日报伦敦8月23日电)

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责任编辑:符雪苑
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