在《全脑儿童》的介绍中,我们讨论了几乎所有父母都共有的两个目标。第一个也是最直接的目标,就是在与孩子互动时,度过一天中无数充满挑战的时刻。有时,我们觉得这就是我们唯一的希望:简单地活下来。但当然,我们想要的不仅仅是活下来。我们还希望我们的孩子茁壮成长。我们希望给他们一些经历,帮助他们成为更好的人,让他们知道爱和信任意味着什么,懂得负责任,懂得在困难时期坚韧不拔,懂得活得有意义。我们希望帮助他们茁壮成长。在开始这本练习册时,请考虑这些目标。让自己安静下来,然后阅读以下问题。花点时间考虑这些问题后,在下面的行中写下你的答案。尽可能清晰和诚实。你可以把这本书看作是一本只为你而写的个人日记。在一天中,你有多少次发现自己只是在努力度过与孩子相处的困难时刻?想想兄弟姐妹之间的冲突、行为问题、家庭作业或屏幕时间之争、不尊重、早上让每个人做好准备,或其他任何事情。圈出你的答案:
图1元连接动力学估计的管道。a,源重建(Sloreta)用于提取区域时间序列(82个ROI,大脑区域,AAL parcellation)。b,信号是在常见的EEG频带中滤波的,以计算功能连接性和元连接性。c,使用滑动窗口方法对时间分辨的功能连接进行表征,其中使用固定(8秒)和重叠(80%)时窗口估算功能连接性。对所有频段进行了该过程。trand的结果以示例为例。d,使用功能连通性矩阵的矢量上三角形构建动态功能连接矩阵。e,通过将连接对的时间序列跨时间窗口相关联,可以估算元连接性矩阵。这些矩阵捕获了高阶相关性(在三对大脑区域之间)。在示例中,为CN,AD和BVFTD患者显示了EEG 𝛽带中的矩阵。f,动力学粘度定义为metaConectivity矩阵中负值的绝对总和。𝛽在AD中,相对于CN,AD和BVFTD的带粘度较高。*| D | > 0.5,** | D | > 0.8,*** | D | > 1.2。小提琴图中的数据点与受试者相对应。框图是使用第一和第三四分位数,中值以及分布的最大值和最小值构建的。AAL,自动解剖标签; AD,阿尔茨海默氏病; BVFTD,行为变体额颞痴呆; CN,健康对照;脑电图,脑电图; ROI,感兴趣的地区; Sloreta,标准化的低分辨率脑电磁断层扫描分析。
类脑计算是借鉴脑科学基本原理,打破 “ 冯诺依曼 ” 架构束缚的新型计算技术。本研究组将从理论和器件两个方向对类脑计算展开协同 研究。 理论方面:研究类脑计算架构、模型和算法,探索基于类脑计算的类脑智能的基础理论;借鉴神经元模型、神经环路传导、神经编码 及认知、学习、记忆、决策等神经机制,逐步建立和完善类脑处理信息处理的数学 / 计算原理和模型;构建类脑计算和智能的统一理论 框架。为类脑计算器件及系统的发展提供理论基础。 器件方面:基于新材料和新技术,研究新型高性能类脑神经器件,解决一致性差、可靠性差、规模化难等痛点;研究基于类脑神经器 件的网络架构,构建大规模阵列,开展外围电路的研发与设计;研究基于新型类脑器件的感知和计算架构,发展感存、存算、感存算 一体系统。
构建类似人类的综合性人工认知系统,即通用人工智能 (AGI),是人工智能 (AI) 领域的圣杯。此外,使人工系统实现认知发展的计算模型将成为大脑和认知科学的极好参考。本文介绍了一种通过集成基本认知模块来开发认知架构的方法,以实现对整个模块的训练。这种方法基于两个想法:(1) 受大脑启发的人工智能,学习人类大脑结构以构建人类水平的智能;(2) 基于概率生成模型 (PGM) 的认知架构,通过集成 PGM 来开发用于发展机器人的认知系统。所提出的开发框架称为全脑 PGM (WB-PGM),它与现有的认知架构有着根本的不同,因为它可以通过基于感觉运动信息的系统持续学习。在本文中,我们描述了 WB-PGM 的原理、基于 PGM 的基本认知模块的现状、它们与人脑的关系、认知模块整合的方法以及未来的挑战。我们的发现可以作为大脑研究的参考。由于 PGM 描述了变量之间的明确信息关系,因此 WB-PGM 为从计算科学到脑科学提供了可解释的指导。通过提供此类信息,神经科学的研究人员可以向人工智能和机器人技术的研究人员提供反馈,说明当前模型在参考大脑方面缺乏什么。此外,它可以促进神经认知科学以及人工智能和机器人技术研究人员之间的合作。© 2022 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY 许可开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。
1物理系,阿根廷布宜诺斯艾利斯布宜诺斯艾利斯大学; 2阿根廷布宜诺斯艾利斯CABA的国家科学技术研究委员会(CONICET); 3阿根廷布宜诺斯艾利斯大学的SanAndrés大学认知神经科学中心(CNC); 4大脑和认知中心,计算神经科学小组,西班牙巴塞罗那庞贝·法布拉大学; 5美国旧金山,旧金山全球脑健康研究所,美国; 6拉丁美洲大脑健康研究所(Brainlat),智利圣地亚哥的阿道夫·伊巴尼斯大学; 7英国牛津大学精神病学系; 8丹麦·奥胡斯大学临床医学系的大脑音乐中心; 9 Life and Health Sciences Research Institute(ICVS),医学院,葡萄牙Braga,Minho大学医学院; 10 Eudaimonia和人类繁荣中心,英国牛津大学牛津大学; 11信息与通信技术系,西班牙巴塞罗那庞贝·法布拉大学; 12InstitucióCatalanade la Recerca I Estudis Avancats(Icrea),西班牙巴塞罗那; 13德国莱比锡Max Planck人类认知与脑科学研究所神经心理学系; 14澳大利亚克莱顿莫纳什大学心理科学学院; 15 Escuela defonoaudiología,Actultad deodontologíay Ciencias de laRehabilitación,智利圣地亚哥大学圣塞巴斯蒂大学大学; 16爱尔兰都柏林三一学院三一学院神经科学学院(TCIN)
认知神经科学的一个主要假设是,大脑结构与其功能相关,因此也与行为相关。事实上,评估基因与行为之间遗传关系的调查表明存在遗传联系,表明存在共同的生物学基础 (1, 2)。同时,有各种因素影响着大脑结构、功能和行为的个体间和个体内变异的测量。例如,局部大脑结构和功能并不是稳定的特征,而是会在整个生命周期内发生变化 (3, 4),并根据环境因素以及协变量而变化,例如液体摄入量 (5)、一天中的时间 (6)、血压 (7) 和性别 (8, 9)。此外,行为也会在整个生命周期内发生变化 (10),并受到各种因素的调节或混淆,例如情绪 (11)、社会因素 (12) 和/或一天中的时间 (13)。此外,基于任务和基于问卷的同一行为标记并不总是一致的 (14)。因此,我们剩下(i)可变的大脑指标,(ii)可变的行为指标,主要在许多个体的单个时间点进行测量,以及(iii)可能调节大脑行为关联的协变量。
现代神经外科的主要目标是治疗方法的人,以优化或预测个体的结果。1,2该领域的大多数工作都集中在遗传和分子策略上,其中将单个遗传或分子谱用于诊断,治疗和预测结果。3–5晚期神经影像学,例如扩散加权的IM摄入(DWI)和功能磁共振成像(fMRI),也已在临床上用于个性化治疗策略。例如,在神经学或癫痫手术之前,进行了DWI和fMRI,以定位白质区和雄辩的皮质。6–8外科医生通过考虑这些区域的位置来使用这些信息来量身定制切除策略。DWI也已用于在深脑刺激(DBS)期间个性化靶向。9,10这样的理由是,特定白质区的激活可能涉及
DOI: 10.7498/aps.71.140101 类脑计算技术作为一种脑启发的新型计算技术 , 具有存算一体、事件驱动、模拟并行等特征 , 为 智能化时代开发高效的计算硬件提供了技术参考 , 有望解决当前人工智能硬件在能耗和算力方面的 “ 不可持续发展 ” 问题 . 硬件模拟神经元和突触功能是发展类脑计算技术的核心 , 而支持这一切实现 的基础是器件以及器件中的物理电子学 . 根据类脑单元实现的物理基础 , 当前类脑芯片主要可以分 为数字 CMOS 型、数模混合 CMOS 型以及新原理器件型三大类 . IBM 的 TrueNorth 、 Intel 的 Loihi 、清华大学的 Tianjic 以及浙江大学的 Darwin 等都是数字 CMOS 型类脑芯片的典型代表 , 旨 在以逻辑门电路仿真实现生物单元的行为 . 数模混合型的基本思想是利用亚阈值模拟电路模拟生物 神经单元的特性 , 最早由 Carver Mead 提出 , 其成功案例有苏黎世的 ROLLs 、斯坦福的 Neurogrid 等 . 以上两种类型的类脑芯片虽然实现方式上有所不同 , 但共同之处在于都是利用了硅基晶体管的 物理特性 . 此外 , 以忆阻器为代表的新原理器件为构建非硅基类脑芯片提供了新的物理基础 . 它们 在工作过程中引入了离子动力学特性 , 从结构和工作机制上与生物单元都具有很高的相似性 , 近年 来受到国内外产业界和学术界的广泛关注 . 鉴于硅基工艺比较成熟 , 当前硅基物理特性是类脑芯片 实现的主要基础 . 忆阻器等新原理器件的类脑计算技术尚处于前沿探索和开拓阶段 , 还需要更成熟 的制备技术、更完善的系统框架和电路设计以及更高效的算法等 .