①连接在互联网时代是一种趋势，是一种态度，也是一种方法。对神经系统来说，连接也是它的基本生存方式。据估算，大脑中大约有860亿个神经元，神经元在人脑中就像天空中的一颗星星一样，它们通过突触相互连接形成网络，这种网络可以生成，也可以消失，是一种动态过程；
②神经元之间通过电信号传递相互之间的信息沟通，这个电信号在网络里面的流动，就像信息在互联网里面的流动，是一样的效果。信号在整个脑内的传播，最后汇总起来，就是整个大脑的活动；
③如果把神经元比做糖豆，每个神经元都是五花八门、颜色各异；
④在连接方面，神经科学已经可以在动物身上实现对它的运动控制，甚至它已经实现了商业化。知道神经系统的力量之后，你将惊讶连接的力量，可以想像一下，如果养一个机器人作为宠物，是一件多么酷的事情；
⑤达尔文说：美丽的生物世界就在循环往复的无尽进化过程中形成了，这种进化仍在进行着。
首发｜笔记侠 整理｜笔记侠 行走 编辑｜笔记侠 Even 活动｜2016年1月27日 2016年人工智能学家创新科技论坛暨新春聚会 PPT来自讲者，笔记侠作为合作方发布。
我从事的是基础科学、群体行为和神经连接组的研究，可能离市场和应用比较远。最近神经科学非常火的概念，我会从脑神经科学的角度讲一下我们目前的研究：“神经连接组的工作”。
神经元系统也是通过连接而成的，与互联网一样
我先从互联网讲起。1963年，实现了通信框架；1969年，建成了世界第一个网络，计算机告别了单机运行；上世纪80年代，超大型计算机连接的骨干网概念开始出现；1991年，信息高速法案通过之后，对互联网基础设施提高有很大帮助；1993年，网络已经推行到全世界；今天，在整个网络上的设备已经灿若繁星，据统计仅中国移动互联网设备的连接数就超过了人类的总数。
我们发现，从一个小型网络到大型网络，是一个不断连接的过程。因此，连接在互联网时代是一种趋势，是一种态度，也是一种方法。
对神经系统来说，连接也是它的基本生存方式。每个神经元都有一个圆圆的包体，也有突触。据估算，大脑中大约有860亿个神经元，神经元在人脑中就像天空中的一颗星星一样，它们通过突触相互连接形成网络，这种网络可以生成，也可以消失，是一种动态过程。神经元之间通过电信号传递相互之间的信息沟通，这个电信号在网络里面的流动，就像信息在互联网里面的流动，是一样的效果。信号在整个脑内的传播，最后汇总起来，就是整个大脑的活动。
回顾一下神经科学在连接方面的研究进展，可以发现它跟互联网走过了同样的历程。如果把1860年代神经损伤病人的一系列研究作为神经科学起源，直到1880年，人们才逐渐认识到神经元是神经系统的基本组成单位，这时候基本所有人大概都是持有这样的观点：神经系统也是相互连接的。不同的是，神经元是无差别连接在一起，还是之间是有间隔的？最后有人提出是有间隔的，1897年提出突触的概念，突触就是神经元相互连接的地方。
线虫
1986年的时候，科学家把线虫的神经元全部整合起来，包括神经元的数量、位置、突触，这是一项非常巨大的工作。2005年提出了连接组的概念，连接组就是神经元所有的连接，总和在一起就是连接组。线虫有302条神经元，是目前为止我们知道的神经元数量最明确的生物。
如果把神经元比做糖豆，每个神经元都是五花八门、颜色各异
2001年，第一次用实验室数据展开了一些理论分析，使连接组研究进入了一个大数据时代。就如1991年由戈尔提出的“高性能计算行动法案”（HPCA法案）推动了互联网的进展一样，2012年美国推出了国家战略层面的“国家脑”计划，可能会使神经科学研究进入黄金时代。研究神经网络连接，是美国、欧盟脑计划中非常重要的一个方面。因为揭开大脑这张网，理解智能产生的方式，用效仿自然来提高人的创造能力，无疑是脑计划中的重中之重。
我们可以想象，如果要造一个房子，当然需要图纸，如果需要从事神经功能系统的设计，需要了解神经功能的原理。这两个法案出台之后，对神经科学的影响，我们用“神经环路”和“连接组”这两个关键词，可以发现，2012年之后相关的搜索，研究呈直线上升的趋势，也体现了其重要性。
如果把神经元比做糖豆，每个神经元都是五花八门、颜色各异，稍有不同，但总体差异比较小。但是放到网络里面，就会体现不同的功能，在不同的行为、不同的功能网络里发挥独特的作用。如果把连接组的研究，按照尺度不同可以分成三个水平：
连接组的三个水平
第一个是宏观尺度，按照水分子的走向刻划出整个大脑粗略的纤维走向；第二个是介观尺度，呈现整个脑里面神经元的大的联系趋势，如果用这样一个连接，可以治疗一些疾病。但是如果想要理解智能产生的源泉，肯定需要进入微观尺度：通过创造切片再通过重构的技术，可以得到整个神经系统在突触水平重现每个神经元的研究图谱。尽管大家希望尽快得到这样的技术，但现在无论在方法学、理论上，都需要一些积累的地方，我们没有办法很快得到我们需要的数据。
美国电影《蚁人》
尽管如此，在连接方面，神经科学已经在很多需要的地方有了一些积累，已经到了收获期。我们已经可以在动物身上实现对它的运动控制，甚至它已经实现了商业化，一个昆虫机器人卖99美元。可以想像一下，如果养一个机器人作为宠物，是一件多么酷的事情。
这是怎么实现的呢？昆虫感受周围气味，通过天线结构上的视觉神经元组成的纤维束传递到神经中枢。昆虫对危险事物的感受要比其它感受反应强烈。我们只需要把它的天线拨开，在神经束上植入两个电极，就可以实现它向右转和向左转。这是在美国很火的一个人机结合方式，有很强的军事应用背景，可以用来检测危险信号。在民用领域，对于矿业、农业也有很强的应用前景。
黑衣人：用金属棒消除人记忆的场景
《黑衣人》也是美国科幻电影的一个系列，其中有黑衣人用金属棒消除人记忆的场景。事实上MIT（麻省理工学院）在实验室已经实现了记忆偷换，可以把安全记忆和危险记忆替换，2015年实现了快乐代替悲伤，比如把股灾转换成初恋的甜蜜，其实这个是非常简单的形而上的方式。
杏仁核对情绪编码，海马体对场景和记忆抽取
在神经科学领域，我们很清楚地知道，杏仁核是对情绪进行编码的地方，而海马体是对场景和记忆进行抽取的地方。你只要实现了海马和杏仁核里面不同记忆成分的连接，就可以改变记忆方式，动物就会体现出不同的行为出来。
以上两个案例的实现，特别感谢现在新兴的神经元控制技术的发展。不知道是不是受了黑衣人电影的启发，1999年，有人提出是不是可以用光学控制神经元的活动？2005年，已经实现了非常强大的利用遗传方法用光来激活神经元的方法，现在只需要给动物植入一个光电极，打开光，这个动物就可以启动神经运动体系，让动物实现我们的目的。
北大发现磁感应蛋白，或揭开'第六感'之谜
去年，发现了动物体内的磁感受蛋白，提供了另外一种可能性，可以利用磁控制动物神经元的接受和关闭。因为磁是不需要嵌入性的，不需要埋入电极。这项技术甚至可以运用到人上面。
目前神经科学的数据爆发和跨领域的数据需求，使我们感受到光有个人的研究是不够的，不光要有人做研究，还要有机器的帮助，还要有各方的支持。
神经科学数据也在逐渐爆发
人类计算是最近兴起的一个词汇，指：如果目前机器智能不足以完成一项比如机器翻译这样的工作，如果说人的工作效率又达不到目前工作量所需要的速度，怎么办？结合起来就是最好的方法。验证码输入问题是一个其中最著名的例子。验证码分成两部分，一部分是机器确定知道的答案部分；另外一部分，人需要在里面输入验证码，机器会利用已知的部分验证码判定你是使用机器人输入的验证码，还是人工输入的。
神经科学数据也在逐渐爆发，我们科学家正在遇到越来越大的挑战。包括刚才提到的微观层面神经网络的重构，有两个难度：一个是数据规模实在太大，一个就是它的切片识别对计算机来说难度太大。于是就有了众包思路，把工作变成了一项游戏，把它放在网上，让民众参与项目，先由机器进行识别，再由人工判断是否正确。通过这种方法已经实现了对数百神经元的重构。当然对于整个人脑而言，数百神经元还只是沧海一粟，但这体现了脑神经科学对平台的需求。
现在有很多众包任务需要在平台上实现，无论是并行计算还是通用计算，都需要大量计算资源；无论思考者还是行动者，都需要进行交流，所以我们目前也开始建立一个神经科学领域的平台，希望能够对神经科学研究所提供一些帮助。我们在上面建设了适合神经科学不同类型数据的云工作环境，比如核磁共振、光学显微镜、基因组等等。不同类型的工作环境，数据所需要的工作环境是不同的，我们还在开发上面的数据工具，包括其它能够进行数据分析的一些要素，其实很类似于一个操作系统，我们希望实现对所有的数据产生者和应用者的帮助，能够降低数据应用的门槛，能够提高数据应用的效果。我们认为最关键的两个要点，一个是数据共享机制，第二是数据标准，这都是我们进行的一些工作。
最后我们希望平台能够降低数据运用的门槛，加快先进技术的推进，减少重复科研，提高中国神经科学在基础研究领域世界范围的竞争力。借用达尔文的一句话：美丽的生物世界就在循环往复的无尽进化过程中形成了，这种进化仍在进行着。
PS：“人工智能学家”由《互联网进化论》作者／人工智能博士刘锋、科学院光学博士米磊教授、人工智能投资专家王映初共同创立的人工智能方向的新媒体和大数据服务项目，受到科学院相关机构、国内著名科学家、企业家和投资家的关注和支持。
笔记君：你有什么想偷换的记忆吗？
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