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学术研究

Research

适应新时代的CRN的未来

石井 威望(儿童研究所(Child Research Net)顾问,东京大学名誉教授)
2012-07-10

摘要:

这是脑科学以及信息网络的发展飞速发展的十年,作者认为,作为对为21世纪的儿童研究提供支持的CRN来说,现在首要的任务是向"新时代"版的"网络"蜕变。

  与CRN刚跟大家见面之时相比,"网络"一词所表示的意义发生了重大变化。科学技术发生的巨大变革是其变化的根本原因。每次科学技术取得创新后,人类都会开发出与之相适应的系统。熊彼得(Joseph Alois Schumpeter)曾经说过,"将100辆马车连接起来并不能变成铁路",他的意思是,所谓的技术创新(innovation)必须包含科学原理本身的改变。人类社会进入21世纪后,在短短的几年时间内就出现了令人惊讶的技术创新的萌芽。用熊彼得的话来说,CRN如果不引进铁路(正是现代陆路交通最早的网络)这样的技术创新,稍有差错的话,就会沉迷于热衷制造1000辆马车(确实是比100辆性能要高)的诱惑之中。也许现在我们已经站在选择"马车还是铁路"的岔路口上。

  下面说一下本文开始所提到的"新时代网络"的详细内容。首先,在神经网络方面,过去10年脑科学的发展、特别是大脑活动的可视化技术(譬如,FMRI﹑PET﹑光地图分析等)得到有效利用,人类迎来了一个实证性研究的新时代。其结果是新的研究领域迅速扩大,远远地超了以前人们所理解的脑神经网络的范围。例如神经网络的可塑性和神经元新生的有关研究,甚至发展到新疗法(康复疗法等)开发等实用性阶段。大脑功能可视化技术的本质正是将大量的测量数据(数值群)通过计算机处理(例如:计算机体层摄影,简称CT等)之后,在画面上显示出来的一种诱发现实感的虚拟动画技术。也就是说,通过计算机程序将数值群(本质上为一维的输入信息集合)重组(变换)为三维的空间模型。例如CT,通过计算做出模型中所需要的假想截面图(二维)。画面显示的信息通过观察者的视网膜(视神经细胞的二维排列),作为二维视觉信息输入大脑,传到脑内的神经网络中。通常,CT影像是将立体的物体进行切片式分割,连续拍摄多张,观察者利用这些二维截面图,在自己的脑内想象出三维立体图,进行复原。如今通过活脑切片的模拟体验,将脑内神经网络导成三维图像已经变得十分普通。而且,这种导航不仅停留在由二维画面表示发展为三维表示这种维数的增加即"维数增"(甚至可以发展到额外维度),而且已经形成了新的发展态势,以动画(即增加了时间这一维)为中心的动态网络活动出现,在此基础上人们继续展开新的科学研究。这一发展趋势,符合上面说到的人们对脑的可塑性以及新生神经元等脑活动所进行可视化的处理。

  再看大脑以外的信息网络的发展,现在也进入了可以用动画(加上文字及音声)操作的水平。这是因为通信线路的高速化以及动画记录的大容量化有了飞速发展。2006年CGM(Consumer Generated Media 消费者制作媒体)的代表YouTube(可进行动画上传的网络服务)得到爆发性普及,2007年iPhone(触控式多功能手机)面世,这些21世纪独有的技术创新已经相继出现,并已融入了我们的日常生活。譬如,如果习惯了用手指触摸iPhone操作屏,扩大显示一部分画面的话,实际上离意识到那就是额外维度的缩小版的仿真就差一步之遥了。然而另一方面,CRN网创立时,今天成为生活必需品的手机还没有真正的普及,当然,以谷歌(google)为代表的网络搜索服务也还没有出现。与微软相比,像谷歌那样更加开放的商业模式也不存在。"网络"的现实内容向Web2.0的转换起到了决定性作用。最近更令人瞩目的是任天堂的Wii及Fit等代表的与身体运动连动的信息输入设备,自2007年登场以来立即席卷了世界的家庭生活。用本文开头的"马车还是铁路"的选择来说,技术革命归根结底是基于脑神经网络的人类活动的结晶。对于为21世纪的儿童研究提供支持的CRN来说,现在首要的任务是向"新时代"版的"网络"蜕变。

作者简介

石井 威望 (儿童研究所(Child Research Net)顾问,东京大学名誉教授)

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