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“心動”到“行動”——從神經調控到腦機接口 | YEF2024

作者:CCFvoice

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“心動”到“行動”——從神經調控到腦機接口 | YEF2024

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從神經調控到腦機接口,探索如何通過了解大腦的神經調控機制來實作人類思想到機械行動的轉換。想象一下,僅僅通過思考,就能操縱外部世界,開啟全新的溝通與交流方式。這不是科幻小說的情節,而是“心動”到“行動”科學探索所帶來的現實可能性。本次論壇重點議題包括探索神經調控的最新科學成就、腦機接口技術面臨的挑戰與機遇,以及這一切如何重塑未來醫療健康、輔助技術和人類能力的邊界。本論壇選題,是因為腦機接口技術代表着人工智能技術往超智能發展的終級目标。這一技術的進步,不僅為殘障人士提供了新的互動方式,也為未來人機融合、增強現實等領域開辟了新的可能。

本論壇得到CCF人機互動專委大力支援,将從對于腦的認知局限帶來的技術發展限制、腦機接口從實驗到應用的技術瓶頸、腦機接口技術發展的終極願景等方面開展深入探讨。

論壇安排

順序 主題 主講嘉賓 機關
1 大規模脈沖神經網絡理論與方法 田永鴻 北京大學
2 情感腦機接口與情感智能:現狀與挑戰 呂寶糧 上海交通大學
3 多源神經信号計算 陳勳 中國科學技術大學
4 神經調控技術在帕金森病的應用 張宇清 首都醫科大學北京宣武醫院
5 精準、安全的腦機接口解碼算法 伍冬睿 華中科技大學
面向中風康複的感覺腦機接口研究 姚林 浙江大學
Panel環節 龍錦益 暨南大學
丘志海 廣東省智能科學與技術研究院
連世忠 山西醫科大學第一醫院
胡欣宇 山西财經大學

執行主席

“心動”到“行動”——從神經調控到腦機接口 | YEF2024

梁臻

深圳大學醫學部生物醫學工程學院特聘研究員、長聘副教授

CCF專業會員、YOCSEF深圳候任學術秘書,長期專注于情感腦機接口技術的深入研究,緻力于推動神經工程在情感智能計算領域的方法分析、智能模型建構,以及臨床實際應用。累計發表高水準論文50餘篇,包括Cell Reports Medicine、NeuroImage、IEEE TPAMI、IEEE TAFFC、IEEE TCYB等重要期刊。榮獲2023年度第三屆“深圳人工智能獎”卓越服務獎、IEEE SMC國際會議腦機接口競賽 IEEE SMC Winner獎、中國計算機學會廣東省第三屆計算機科學青年學術秀二等獎。擔任全國主動健康行業産教融合共同體常務理事機關代表等職務。

共同執行主席

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黃典

廣東省智能科學與技術研究院副研究員

CCF進階會員,YOCSEF深圳副主席、候任主席,專注于高性能計算和大資料分析領域的工作,緻力于高效能大模型關鍵技術研究。擔任廣東省氣象區域數值預報模式資料同化創新團隊核心成員、廣東省重點領域研發計劃課題負責人,氣象資料預報同化算法并行優化重大項目負責人,相關研究成果被中國氣象報報道。累計發表高水準論文20餘篇,申請專利10餘項,作為完成人之一獲深圳市科技進步一等獎。擔任CCF Transactions on High Performance Computing等期刊審稿人。

論壇講者

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田永鴻

北京大學博雅特聘教授

2018年國家傑出青年基金獲得者、2021年IEEE Fellow,北京大學博雅特聘教授,北大深研院資訊工程學院院長、鵬城實驗室網絡智能部副主任。主要研究方向為神經形态計算、大規模機器學習和AI for Science。主持國家、省部級與企業合作項目40餘項,發表Science Advances, Nature Communications等學術論文350餘篇,谷歌引用14000餘次;獲國家技術發明二等獎、中國電子學會一等獎、IEEE标準新興技術獎等,入選“全球前2%頂尖科學家”。

報告題目:大規模脈沖神經網絡理論與方法

摘要:

類腦脈沖神經網絡(SNN)被譽為第三代人工神經網絡, 通過模拟神經動力學、事件驅動等計算特性,節能高效地進行計算。建構大規模脈沖神經網絡為腦啟發式的人工智能、神經形态計算及多應用領域帶來了突破性的進展。同時,通過SNN對大腦腦區進行反演,為研究所學生物腦機制提供了重要工具。本報告介紹了脈沖計算的基本概念、模型算法、軟硬體、應用和對大腦的反演等方面的最新研究進展,最後對類腦計算系統的發展趨勢進行總結與展望。

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呂寶糧

上海交通大學計算機科學與工程系教授

上海零維一思科技有限公司創始人兼首席科學家、IEEE Fellow。1994年獲日本京都大學工學博士學位,現任IEEE Trans. Affective Computing和Journal of Neural Engineering編委。榮獲2018 IEEE Trans. Autonomous Mental Development最佳論文獎、2020年度吳文俊人工智能自然科學一等獎、2021 IEEE Trans. Affective Computing最佳論文獎和2022亞太神經網絡學會傑出成就獎,入選愛思唯爾2020、2022、2022和2023中國高被引學者榜單。主要研究領域包括仿腦計算理論與模型、深度學習、情感智能和情感腦機接口。

報告題目:情感腦機接口與情感智能:現狀與挑戰

摘要:

随着GPT和Sora的湧現,通用人工智能(AGI)已經得到了大家的重視,有人認為AGI将是未來十幾年國際科技競争的戰略制高點。如果把人類智能看成是智商和情商的有機結合,那麼對應AGI的情商就是情感智能。情感智能的研究目标是如何讓機器具有識别、了解、表達和模拟人類情感的能力。情感腦機接口是一種對人的情緒進行識别和調控的人機互動系統,是目前實作情感智能的重要途徑之一。本報告介紹情感腦機接口和情感智能的研究現狀與面臨的挑戰。

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陳勳

中國科學技術大學資訊科學技術學院教授、副院長

長江學者特聘教授。研究方向為腦機接口和多模态圖像分析,在IEEE SPM/TNSRE/TBME等國際權威期刊上發表論文一百餘篇,谷歌學術引用一萬餘次,曾獲IEEE/Elsevier/IOP期刊論文獎、華瑙學者獎、達摩院青橙獎及國家優青,連續三年入選全球前2%頂尖科學家榜單,擔任國家科技部重點專項總體組專家,中國生物醫學工程學會理事、青年工作委員會副主委,中國人工智能學會腦機融合專委會副主委,擔任IEEE TIM/SPL/OJSP等國際期刊編委。

報告題目:多源神經信号計算

摘要:

神經信号蘊含豐富人體健康資訊,其處理與分析在主動預防、智能診斷、精準治療、科學康複等健康保障全過程中發揮着重要作用。然而,神經信号具有量級微弱、随機性強、模态多樣等特性,進而造成了混疊嚴重、重複性差、多源異質等挑戰。報告将從多重集和多模态兩個角度,介紹基于聯合盲源分離和深度特征表示的神經生理信号分解、關聯、融合方法及其相關應用,探讨如何有效分離複雜幹擾資訊、解析潛在共性資訊、挖掘異質互補資訊,以達到克服幹擾、求同存異、融合互補的效果。

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張宇清

首都醫科大學北京宣武醫院功能神經外科主任醫師、副教授

專注于帕金森病及運動障礙病的神經調控治療25年,在腦功能性疾病尤其帕金森病的神經調控治療方面積累豐富經驗,獲多項國家科技部及北京市專項基金資助。曾先後在佛羅裡達大學醫學中心 (University of Florida Health Science Center,UF),克裡夫蘭醫療中心 (Cleveland Clinical Foundation, CCF),範德堡大學醫院(Vanderbilt University Hospital,VUH)做通路學者。組織實施全國範圍最大規模的多中心帕金森病DBS上市前、後研究。中國帕金森病神經調控聯盟常務理事,北京醫藥科技發展協會神經調控專委會主任委員,北京醫師協會神經調控與人機互動專委會副主任委員。

報告題目:神經調控技術在帕金森病的應用

摘要:

神經調控技術在帕金森病的應用,正逐漸改變着我們對運動障礙疾病的治療認知。其中,DBS手術以其精準的電刺激調控,有效緩解患者的震顫、僵硬等症狀,實作了人類用電調控自己的身體機能。而神經調控技術的發展,讓我們能夠更深入地了解大腦的工作機制,為腦機接口的實作創造了可能。腦機接口技術使我們能夠通過外部裝置直接與大腦連接配接,實作人機互動。展望未來,從神經調控到腦機接口,将從治療人體發展為強化人體,挑戰與機遇并存。

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伍冬睿

華中科技大學人工智能與自動化學院教授、院長助理

IEEE Fellow,IEEE模糊系統彙刊(IF=11.9)主編,《國家科學評論》資訊學科編輯工作組成員。主要研究方向為腦機接口、機器學習等。發表PIEEE、IEEE TPAMI、National Science Review等SCI論文100餘篇,谷歌學術引用13000餘次(H=60)。2017-2022連續6年入選斯坦福大學全球前2%科學家榜單。獲2023中國自動化學會自然科學一等獎(1/5)、2022教育部青年科學獎、2021中國自動化學會青年科學家獎等,2021-2022蟬聯中國腦機接口比賽技術賽全國冠軍。

報告題目:精準、安全的腦機接口解碼算法

摘要:

腦機接口是大腦和外部裝置的直接互動通道,可用于增強記憶力、注意力、學習和任務執行能力,幫助殘障人士修複視覺、聽覺、語言和運動功能,診療癫痫、抑郁症、帕金森症等大腦相關疾病。腦機接口是中國腦計劃的重要内容。2024年1月,《工業和資訊化部等七部門關于推動未來産業創新發展的實施意見》指出要突破腦機接口等10項創新标志性産品,“研制一批易用安全的腦機接口産品”。本報告将介紹新的腦電信号解碼算法,同時實作精準解碼和對抗安全。

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姚林

浙江大學研究員

入選國家高層次青年人才引才計劃,浙江大學教育部腦與腦機融合前沿科學中心研究員, 浙江大學腦機智能全國重點實驗室研究員。曾在德國哥廷根大學、加拿大滑鐵盧大學、美國康奈爾大學做博士後研究。主要研究方向為腦機接口、數字藥物、神經康複工程、自适應神經調控等。在生物醫學工程領域的頂級期刊及重要國際會議上發表50多篇研究論文,包括IEEE TNSRE 10篇一作及通訊,IEEE TBME 4篇一作及通訊,JNE 3篇一作等。于2015年和2016年,連續兩年獲得腦機互動創新提名獎。

報告題目:面向中風康複的感覺腦機接口研究

摘要:

中風導緻運動功能喪失,同時也伴随着軀體感覺覺障礙,感覺通道的腦機增強與恢複将會促進運動功能的康複。本次報告将回顧運動想象腦機接口在中風康複上的現狀及運動想象解碼所面臨的挑戰,在此基礎上介紹我們在感覺腦機接口方面的研究,包括觸覺感受與觸覺想象腦機接口範式;最後針對康複過程中所面臨的腦機低效問題,介紹我們在刺激增強範式方面的研究工作,通過體感的刺激實作想象運動信号及解碼準确率的增強。感覺腦機接口将為中風康複提供新的訓練和增強途徑。

思辨嘉賓

“心動”到“行動”——從神經調控到腦機接口 | YEF2024

龍錦益

暨南大學教授、計算機系主任、國際學院專業副院長

廣東省傑出青年項目獲得者、廣東省自然科學技術獎一等獎獲得者(排名第3)。主要從事腦機互動與融合、醫學人工智能、運動控制與康複等領域研究。至今在TPAMI、PR、Brain、Cerebral Cortex等期刊與會議上發表70餘篇論文。CCF YOCSEF廣州23-24主席。

“心動”到“行動”——從神經調控到腦機接口 | YEF2024

丘志海

廣東省智能科學與技術研究院研究員

2019年博士畢業于香港理工大學生物醫學工程專業。2019-2022年在美國斯坦福大學醫學院從事博士後研究。獲得多項國際會議(包括神經科學、生物實體、生物醫學工程、光學工程等領域權威國際會議)獎項。相關研究成果在Nature communications, PNAS、Cell Reports、iScience、Advanced Science、 Brain stimulation, Advanced Photonics Research、IEEE TUFFC、STAR Protocols等學術期刊上發表。主持國自然面上項目1項。申請中國發明專利6項,美國專利4項。受邀在牛津大學《經顱腦調控工具書》撰寫超聲神經調控章節。是STAR Protocols雜志的Advisory board member。

“心動”到“行動”——從神經調控到腦機接口 | YEF2024

連世忠

山西醫科大學第一醫院神經外科副主任、功能神經外科主任

山西省學術技術帶頭人,中國神經調控聯盟理事,中國醫師協會神經電生理委員會委員,中國醫師協會周圍神經修複委員會功能神經外科委員,中國顱神經疾患治療協作組經皮球囊壓迫學組常委,山西省醫學會癫痫和神經電生理委員會副主任委員、山西省抗痫理事會常務委員。主要進行神經外科功能疾病如帕金森、肌張力障礙疾病、癫痫、各種疼痛、痙攣、昏迷促醒、偏癱的外科治療。發表SCI論文4篇,獲山西省科技進步二等獎兩項,山西省高校科技進步一等獎一項。

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胡欣宇

山西财經大學管理科學與工程學院副教授

CCF YOCSEF太原主席、科普工委執委,CCCF期刊特邀譯者。研究方向是物聯網和可穿戴計算。截止目前,發表學術論文30餘篇,授權專利3項,出版計算機專業教材2部和譯著1部。

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