1. 人类和非人灵长类动物新皮层中已确定的神经元类别和回路的分子/生物物理/结构特征和功能作用。探究介导人类与非人类灵长类动物新皮层高效处理能力的计算单元。
2. 从功能和结构上解构非人灵长类动物行为参与认知计算的神经元回路活动。探究人类新皮层神经元与网络计算的区域特异性
3. 解析对人类认知与心理健康至关重要的新皮层计算机制。设计/实现受生物物理启发的人工神经元网络。
预期贡献:
(一)人类新皮层神经元回路的详细功能图谱:通过高精度的电生理、光学成像和转录组学技术,绘制人类和非人灵长类动物新皮层神经元回路的完整功能图谱。该图谱将揭示新皮层中不同神经元的计算能力、突触连接方式及其在认知功能中的作用。
(二)神经回路建模及计算能力分析工具:开发用于解析新皮层神经元网络的数学和计算模型工具,揭示不同类型神经元在信息处理、记忆存储及决策中的作用。模型将应用于AI算法的设计和优化,形成具有更高效计算能力的仿生神经网络。
(三)认知障碍相关的神经机制研究突破:通过对新皮层神经元回路的深入研究,揭示认知功能障碍(如阿尔茨海默症和精神分裂症)相关的神经回路机制,提出新的干预策略和潜在的药物靶点,为疾病治疗提供理论支持。
(四)下一代人工智能系统的设计思路:基于新皮层回路计算过程的理解,提出新型的仿脑AI算法和计算架构。这些系统将能够模拟人类的高级认知功能,如记忆、推理、学习和决策,显著提升现有AI系统的智能水平。