類腦研究

神經(jīng)計算與腦機交互團隊的多模態(tài)神經(jīng)信息編解碼研究

中國科學院自動化研究所神經(jīng)計算與腦機交互團隊何暉光等人將大腦、視覺和語言知識相結(jié)合，通過多模態(tài)學習實現(xiàn)了從人類腦活動中零樣本地解碼視覺新類別。相關成果發(fā)表于《IEEE模式分析與機器智能匯刊》（IEEE TPAMI）。文章提出“腦-圖-文”三模態(tài)聯(lián)合學習框架，在使用實際呈現(xiàn)的視覺語義特征的同時，加入與視覺目標對象相關的更豐富的語言語義特征，以更好地解碼腦信號。研究證明，從人腦活動中解碼新的視覺類別是可以實現(xiàn)的，并且精度較高；使用視覺和語言特征的組合比僅使用其中之一的解碼表現(xiàn)更好；在人腦語義表征過程中，視覺加工會受到語言的影響。

文章提出的“腦-圖-文”三模態(tài)聯(lián)合學習框架（圖片來源于中國科學院自動化研究所網(wǎng)站）

面向邊緣傳感器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器研究

北京大學人工智能研究院類腦智能芯片研究中心唐希源研究員課題組發(fā)布了一種最新研制并實現(xiàn)的增量型縮放式模數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片。相關成果發(fā)表于《2023年IEEE國際固態(tài)電路會議》（ISSCC2023）。對于部署到真實世界的邊緣端智能物聯(lián)網(wǎng)設備，它對真實世界的聲音、圖像乃至生物電等信號（模擬信號）的感知和探測都需要依靠傳感芯片來進行。針對縮放式模數(shù)轉(zhuǎn)換器設計面臨的帶寬和驅(qū)動需求的挑戰(zhàn)，論文從縮放式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的架構和電路方面進行創(chuàng)新，提出新的設計方法。新款芯片大幅降低模數(shù)轉(zhuǎn)換所需采樣操作的頻次，可廣泛應用于包括語音、監(jiān)測等多種邊緣端傳感場景。

生物相容性超級二極管研究

蘭州大學物理科學與技術學院蘭偉教授團隊與香港理工大學柴揚教授團隊合作，開發(fā)出一種基于氧化鉬電極的電容式離子二極管。相關成果發(fā)表于《先進材料》（Advanced Materials）。雖然腦機接口技術得到了快速發(fā)展，但是人腦與計算機的雙向溝通距離實用化水平還存在差距；要真正實現(xiàn)生物系統(tǒng)和電子設備之間的信息交互，還需設計開發(fā)具備邏輯運算功能的器件來完成信息的傳輸、處理和反饋，比如電容式離子二極管。然而，目前電容式離子二極管存在電極材料和電解液的局限。新構建的電容式離子二極管可以在“與門”和“或門”兩類邏輯運算電路里高效穩(wěn)定工作，在未來基于離子電子耦合電路的腦機接口領域具有應用潛力。

揭示神經(jīng)調(diào)質(zhì)腺苷的釋放及調(diào)控機制

北京腦科學與類腦研究中心羅敏敏團隊聯(lián)合北京大學李毓龍團隊，利用新型熒光探針研究了神經(jīng)元活動引發(fā)腺苷釋放的細胞及分子機制。相關成果發(fā)表于《美國科學院院刊》（PNAS）。腺苷是一種重要的信號分子，在睡眠、學習記憶、心血管功能及免疫反應等過程中發(fā)揮著重要作用。異常的腺苷信號往往伴隨著疼痛、癲癇、中風及神經(jīng)退行性疾病。科學家對胞外腺苷的功能研究已經(jīng)非常深入，然而對于腺苷釋放如何被調(diào)控這一問題，始終存在爭議。文章發(fā)現(xiàn)，在海馬中神經(jīng)元活動誘導的胞外腺苷升高主要是由神經(jīng)元釋放的，腺苷主要由突觸后直接釋放，而非突觸前；基于在突觸前膜有豐富的腺苷受體表達，表明突觸后釋放的腺苷是一個潛在的逆行調(diào)控分子。