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智能增益:從果蠅身上所學到的知識
江安世教授是清華大學腦科學研究中心主任,利用果蠅的基因遺傳學工具研究腦神經網路如何控制動物行為,是國際知名的神經科學專家。
 
 
 

江安世教授是清華大學腦科學研究中心主任,利用果蠅的基因遺傳學工具研究腦神經網路如何控制動物行為,是國際知名的神經科學專家。

 

藉由繪製果蠅腦中的神經傳遞圖譜,江教授的團隊不斷有突破性的研究成果發表於國際頂尖期刊,對下個世代的腦神經體學貢獻卓著。江安世並引用未來學家庫玆維爾的說法,類似摩爾定律在電腦科技的發展,2045年人工智慧將超越人腦。江安世則認為「現今神經科學專家已經可以藉由改變腦神經元的基因表現與活動來遙控動物的行為,這些發生在實驗室中的研究,20年之內將會發生在人類身上。」腦科學的研究成果甚至將影響未來的人工智慧,乃至於增益人類智能的發展。

 

大腦組織變透明

 

建構腦網路體是一件大工程,如何分析果蠅的腦結構和各神經元網路間的關係,組織的處理是很重要的。藉由開發光學組織澄清的技術,江安世研究團隊讓果蠅大腦組織變透明,在共軛焦顯微鏡下腦內各類細胞、甚至細胞內胞器及分子空間分布都因組織透明而變得清晰,並透過不同的螢光標示使腦中的神經元結構可被清楚看見,這項發明首先以「果蠅腦內嗅覺神經網路地圖」發表於國際頂尖學術期刊《Cell》,替繪製腦網路體跨出第一步,被國際上同類研究引為參考指標。

 

繪製果蠅大腦3D影像資料庫

 

為了探索基因在腦神經網路的表達、分佈與功能,江安世研究團隊創新發展了系列的高解析3D影像技術,利用嶄新的科技建構了「果蠅腦神經網路體」。在教育部及科技部深耕計畫的支持下,團隊應用這些創新科技與網路體資料庫的經驗於建構人腦圖譜,未來將成為人腦醫療及人工智慧發展的基石,江安世說。

 

腦與AI的結合

 

江安世指出,所有動物的行為都受大腦神經網路控制,神經科學家認為,人類許多異常行為是基因表達錯誤,但基因與神經網路如何發展出可控制各種行為的功能,則是科學上艱難的挑戰。江安世研究團隊的重要里程碑之一,是利用果蠅建立全球第一個「全腦基因表現及神經網路資料庫」。他表示,果蠅跟人類一樣,擁有嗅覺、味覺、聽覺、視覺、痛覺、睡眠、學習和記憶等腦功能,甚至有類似同性戀及各式腦退化所產生的不尋常行為。若能完成果蠅大腦神經網路地圖,對了解人腦功能及研究腦疾病治療方法有很大幫助。利用完成的部分腦神經網路圖譜,研究團隊首度發現儲存長期記憶的單一腦神經元及神經資訊在特定網路轉軌的機制,先後發表於國際頂尖學術期刊《Science》。 腦神經網路體的研究產生了巨量的資料,人工智慧正幫科學家快速理解腦的運作,而腦功能的理解又將創造出更聰明的人工智慧。江安世指出,腦科學與人工智慧的結合,有如第二次工業革命,將對人類的生活型態帶來全面性的衝擊。【整理「科學人】

 

先期收穫,單點突破,《科學人》雜誌2014年5月號:http://sa.ylib.com/MagArticle.aspx?Unit=featurearticles&id=2417

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