基本介紹
- 中文名：復旦大學類腦智慧型科學與技術研究院
- 外文名：Institute of Science and Technology for Brain-inspired Intelligence
- 現任院長：馮建峰
研究院簡介,科研平台,國家及省部級建設平台,產學研合作基地,聯合研究中心,認知神經科學中心,張江國際腦庫,計算系統生物學中心,神經與智慧型工程中心,張江國際腦影像中心,
研究院簡介
“引領世界科技前沿，服務國家重大需求”是復旦大學在十三五期間提出的科技發展戰略方針。2015年3月，為切實推動智慧型科學與技術新興學科發展和前沿技術培育，服務國家智慧型產業發展需求和上海建設全球科創中心的戰略目標，復旦大學成立了類腦智慧型科學與技術研究院。作為跨學科國際化研究中心的先行者和試驗田，研究院以復旦大學雄厚的套用數學、計算機科學、生物學、信息學、臨床醫學等多學科綜合優勢為基礎，以計算神經科學為橋樑，交叉融合、聚力創新，開展大腦機制解析、類腦智慧型算法、新藥智慧型研發、腦疾病智慧型診療、通用智慧型等原創性基礎研究和套用研究。
研究院擁有“計算神經科學與類腦智慧型”教育部重點實驗室1個，同時在建認知神經科學中心、生物醫學大數據中心、計算系統生物學中心、神經與智慧型工程中心、生物醫學影像中心、類腦智慧型晶片系統中心、類腦智慧型轉化與合作中心。
作為張江復旦國際創新中心的核心建設內容，在上海市全球科創中心重大戰略和教育部雙一流建設規劃的支持下，研究院目前建有張江國際腦影像中心和張江國際腦庫兩個重大實驗技術平台，致力於在中國上海建成世界最先進的影像研究平台和國際最大的全維度腦科學資料庫平台，為集聚高水平人才、開展腦與類腦國際前沿研究提供支撐。
研究院擁有一支跨學科國際化研究團隊，其中教授/研究員21名，包括2013年諾貝爾獎獲得者Michael Levitt、2014年Brain獎（神經科學最大獎）獲得者Trevor Robbins等英國皇家學會會士、美國科學院院士等國外院士4名、國家“973”計畫及國家重大科學研究計畫項目首席科學家、國家重點研發計畫項目負責人8名以及一大批優秀的海外青年研究員、工程技術人員等60多名。
研究院積極發起和參與國際科學合作計畫，目前已與包括劍橋大學、牛津大學、帝國理工大學、史丹福大學、麻省理工學院等20餘所國際著名的高校、科研所建立研究夥伴關係；同時，吸引了全球130多位腦與類腦研究著名國際學者參與各個層次的研究合作計畫和項目。研究院建立了“復旦大學類腦研究院科大智慧型機器人國際交流基金”，用於支持類腦智慧型、智慧型機器人領域的國際交流學生。與英國倫敦國王學院共建了“復旦—KCL群體神經科學中心”，由Michael Levitt教授作為負責人籌建“計算結構生物學中心”，由Trevor Robbins教授作為負責人籌建“認知神經科學中心”。2018年1月，研究院與牛津大學、劍橋大學聯合申請的教育部、國家外國專家局“計算神經科學與類腦智慧型”111創新引智基地獲批成立，建立了從青年科研工作者、頂尖科學家團隊、國際合作平台到國際一流大學的多層級國際合作模式。
研究院探索打通科技與產業全鏈條創新合作機制，通過與10多個企業、30多家醫院建立聯合實驗室、聯合研究中心和聯合研究項目與課題等方式，充分發揮高校培養和儲備高端人才、發現和培育前沿技術的綜合優勢，推動產學研醫用源頭創新與合作。
2018年，研究院領銜承擔上海市全球科創中心8.4億級重大專項“腦與類腦智慧型基礎套用轉化研究”。研究院通過探索科研與管理機制創新、推動基礎條件建設、招聘和引進優秀科研人才、開展國際高水平學術合作交流等工作，致力於創造國際一流的學術氛圍和研究條件，打造成為具有全球影響力的類腦智慧型與產業套用融合發展的前沿科技創新中心。
科研平台
國家及省部級建設平台
計算神經科學與類腦智慧型教育部重點實驗室
實驗室於2018年9月通過教育部建設論證並正式投入運行。實驗室依託復旦大學多學科交叉的平台，聚集了數學、計算機科學、神經科學以及系統科學等領域的專業人才，致力於在類腦人工智慧算法、重大腦疾病智慧型診療、類腦智慧型晶片、新藥智慧型研發等領域產生重大原創突破，引領腦科學、人工智慧與產業套用的融合，從而實現未來智慧型產業的創新，進一步提升復旦大學在類腦智慧型領域的影響力，在圍繞國家重大需求的項目上承擔重大科研任務。
計算神經科學與類腦智慧型學科創新引智基地（“111創新引智基地”）
“高等學校學科創新引智計畫”（簡稱“111計畫”）由教育部、國家外國專家局聯合實施，旨在推進中國高等學校建設世界一流大學的進程。該計畫瞄準國際學科發展前沿，圍繞國家目標，以國家重點學科為基礎，從世界排名前100位的大學及研究機構的優勢學科隊伍中，引進、匯聚1000餘名海外學術大師、學術骨幹，配備一批國內優秀的科研骨幹，形成高水平的研究隊伍，建設100個左右世界一流的學科創新引智基地，努力創造具有國際影響的科技成果，提升學科的國際競爭力，提高高等學校的整體水平和國際地位。
2018年1月，教育部和國家外國專家局聯合批准以復旦大學類腦智慧型科學與技術研究院為依託單位建設“計算神經科學與類腦智慧型學科創新引智基地” 。
產學研合作基地
復旦科大智慧型機器人聯合實驗室
2016年12月27日，復旦大學與科大智慧型公司共同簽署《關於共建復旦—科大智慧型智慧型機器人聯合實驗室合作協定》，聚焦“基於類腦人工智慧的醫療健康” 套用研究方向，結合“人工智慧 + 大數據 + 生物醫療” 理念，通過醫療大數據分析及診斷，提供智慧型化服務，成為類腦智慧型研究與技術套用的產學研示範平台。聯合實驗室由科大智慧型投入3000萬開展先期項目合作研發，三年內投入1.6億用於項目孵化和產業化推廣。
聯合研究中心
· 心腦健康中心（籌）（共建單位：上海交通大學附屬新華醫院）
·上海腦疾病智慧型診療數據示範平台（共建單位：復旦大學附屬中山醫院）
·計算轉化醫學中心（共建單位：南京軍區總醫院）
·復旦—KCL群體神經科學聯合研究中心
·復旦大學深度學習研究所（共建單位：復旦大學大數據研究院）
認知神經科學中心
認知神經科學研究中心將從分子、神經元到神經環路，在不同尺度下研究人類智慧型的編碼模式，闡明認知活動的大腦機制。結合認知心理學、神經科學、生理心理學、神經解剖學、神經影像學、計算生物學等多學科理論，進行從感覺、知覺、注意、動機，到決策判斷、學習記憶、情緒情感、思維意識等領域的研究，解析認知過程的不同階段和大腦運作的基本機制。最終利用計算神經網路形態模型，擬合多模態大腦數據，仿真大腦的部分認知功能，並建立全腦尺度神經動力學行為特徵與疾病的關係，結合心理分析和神經技術的手段對疾病進行挽救和干預，達到從基礎科學到套用科學的轉化。
張江國際腦庫
生物醫學大數據中心（張江國際腦庫）依託腦資料庫，研究多模態、多尺度和多中心數據算法理論及套用，開展神經科學、心理學、醫學、數學與計算機科學等多學科前沿交叉研究，在腦疾病、癌症、心血管疾病等方面推動精準醫學和個性化醫療轉化研究，尋找腦疾病在基因、影像和認知功能等方面的有效診斷指標，提升腦重大疾病臨床診斷以及藥物療效評估的準確性和效率；以數據為驅動，探索腦疾病致病機制；通過多維度觀測手段，開展定量化人腦研究，揭示人腦的生物基礎。
計算系統生物學中心
基於大數據分析與生命科學實驗技術的交叉融合，建設生命科學形態計算仿真與數理技術套用的平台。開展認知、注意、學習與記憶過程的腦科學實驗研究，建立大腦學習記憶過程的大尺度計算模型，揭示大腦信息處理機制，啟發類腦智慧型學習新理論、新算法；發展非線性、系統科學的新理論與新方法，分析和理解大腦等複雜性系統演化的規律，並套用於現實複雜系統的調控；發展新的數值和理論方法，致力於生物學中的定量化建模與分析，以及數學和生物學的交叉研究。
神經與智慧型工程中心
類腦智慧型科學與技術研究院神經與智慧型工程中心面向重大神經與精神疾病的臨床診治需求，發展神經動力學信息感知與處理方法，探索腦信息整合規律與腦功能重塑機制，將神經編碼與類腦智慧型理論相結合，創新神經感知、神經調控和神經計算技術，研發自學習智慧型人機互動系統，實現神經功能智慧型調控與仿生，為神經與精神疾病的治療提供創新技術。
研究中心已經建立面向深部腦刺激、經顱直流電刺激、經顱磁刺激等神經調控研究的科研平台，以及融合神經技術、臨床神經科學、基礎神經科學的轉化研究平台，開展單神經元、神經震盪及腦網路的神經解碼研究，面向帕金森病、疼痛、抑鬱的智慧型神經調控機制研究及技術研發，腦機互動與腦機融合探索研究等。
研究中心依託“計算神經科學與類腦智慧型”教育部重點實驗室、“計算神經科學與類腦智慧型”111創新引智基地、張江“腦與類腦智慧型”國際創新中心，與英國牛津大學、劍橋大學、帝國理工、哈佛大學，以及天壇醫院、華山醫院等建立了密切的跨學科研究網路，建立從機制、技術、設備、臨床到套用示範的科研全鏈條，探索從神經元、神經核團到神經環路及網路的跨尺度神經調控機制，突破互動、智慧型、微觀、精準調控技術，研發智慧型精準電磁刺激等醫療與科研設備，提升肌張力障礙、慢性疼痛、抑鬱、腦卒中、藥物成癮、自閉症等神經精神疾病神經調控治療療效，與華山醫院、中山醫院、精神衛生中心等合作建立臨床套用示範基地，建立以英國牛津大學、劍橋大學、哈佛大學神經調控中心為核心的國際臨床合作網路，建立從青年骨幹到國際領軍人才的跨學科研究團隊。
張江國際腦影像中心
復旦張江國際腦影像中心於2016年投入建設，是復旦張江國際創新中心和上海張江實驗室建設的核心技術平台，由復旦大學與上海市全球科創中心市級重大專項共同投入4億元支持共建，致力於在中國上海打造亞太地區最大的世界級影像技術實驗平台。
中心總體建築面積為114,000平方米，計畫以腦測量為基礎，建立同時具備超高空間與時間解析度，能夠解析精細腦結構與功能的無創掃描硬體系統中心。中心投入建設世界上最先進、亞洲規模最大的超高端科研型磁共振系統，包括一台人類腦連線組計畫定製的超高梯度場強3T Connectome磁共振系統、三台臨床型高端3T磁共振系統、一台11.7T高場小動物磁共振系統以及一系列近紅外光、腦電、腦磁圖等實時腦功能監測系統，搭配直流電刺激、經顱磁刺激、超聲腦刺激等腦調控系統，涵蓋從小動物到人體全套磁共振成像設備系統。
中心致力於開發高級成像技術和多模態腦定量技術，探究腦功能、腦結構、代謝、電生理、電化學等信號，揭示腦信息生成與處理機制，探究生物體在生命周期中腦的發育與老化過程、以及腦疾病的早篩及預後；建立腦數據採集和預處理的標準，拓展腦與類腦科學基礎生物研究，為神經科學與臨床診斷提供綜合性的高端研究平台。
中心擁有一支全球頂尖的跨學科交叉國際科研團隊，包括院士3名、青年研究員、工程技術人員等各類科研人員40多名。
同時，中心依託復旦大學類腦智慧型科學與技術研究院，整合Biobank、 HCP、 ADNI、 ABCD等世界上最大規模腦資料庫，搭建世界上最大的多疾病、多模態腦科學資料庫，開發一系列國際領先的類腦智慧型算法，拓展腦與類腦科學基礎研究，為腦科學與臨床診斷、干預和治療等提供高端研究平台。
