致 辞

     继农业革命、工业革命和信息革命之后，人们比较公认的第四次革命是脑科学的革命。21 世纪已被认定为脑的世纪。脑科学正在影响着人类的方方面面，包括科技、文化、医学、教育、金融和军事等等。

     自从1990年美国把20世纪的最后十年定为“大脑十年”以来，脑科学在短短的二十年间，从理论到应用均取得了巨大的进展。伴随计算机技术、脑成像技术、材料科学技术的发展，科学家对大脑的微观结构了解越来越清晰，对微观结构的工作机理也逐渐明朗。然而，由于脑细胞数量巨大，且构成的神经网络十分复杂，人们对大脑神经网络的认识还处于逐渐揭开面纱的过程中。当前，全球兴起一股新的脑科学热潮，有望在未来10-20年间获得理论和应用的更大成就。

     然而，由深度学习所提升的人工智能，和人脑相比依然相差甚远。从功能上看，目前深度学习的应用集中于人工智能中的模式识别，如图象识别、语音识别等。但是，在人脑中，识别功能仅仅是整个大脑功能的一小部分，而且还不是核心部分，因为许多低级动物也具有良好的视觉和听觉的感知与识别功能。人脑的核心功能在于学习与运用。在学习方面，大脑可以对具体事物进行全方位的学习，并具有概念抽象的能力。在运用方面，大脑可以举一反三、创造性地解决问题。究其原因，很多世界一流学者认为，这很可能是由于目前深度学习技术中的神经元模型和突触模型还没有突破传统模型的限制。在自然界中的真实大脑的神经信号都具有Spike这一特征；而传统神经元模型则把Spike简化为频率，丢弃了时域中一些快速变化的信息，从而失去了动态特性。

     真实大脑的动态特性主要有两方面构成：一是对单个神经元放电的电化学机制使用非线性动力学微分方程进行表述。在这一领域，英国科学家Hodgkin和Huxley于1952年建立的著名的Hodgkin-Huxley方程（HH方程）能准确预测出电脉冲（Spike）的发生时刻与脉冲形状，Hodgkin和Huxley因此获得1963年的诺贝尔奖。二是描述突触（Synapse）部位发生的电化学过程的、尤其是具有可塑性（Plasticity）的突触数学模型。在许多理论研究和实际应用中，Spike的发生时刻比其形状更为重要。

     当今，在全球脑科学与智能技术的热潮中，脑科学与智能媒体也许是最有希望获得重大突破的领域（没有之一）。在此，我代表脑科学学科建设与应用性研究中心的全体同仁感谢您对我们的关注，并热忱邀请您参与合作，共同探索大脑的奥秘、创造美好的未来！

戴翔

脑科学研究员

脑科学学科建设与应用性研究中心主任