重磅!华东师大成立国内首个儿童脑成像中心

华东师范大学  |  2021-10-23


脑科学与类脑研究是《国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要》瞄准的七大科技前沿之一。儿童是国家和民族的未来,脑科学与类脑研究是体现国家战略意图的重大科技领域。从脑科学的角度探讨儿童发展问题,加强儿童脑智发育与开发领域的研究,对提升我国战略科技力量、助力国家经济社会可持续发展有着特殊的重要意义。


今天,国内首个聚焦儿童脑成像的研究机构——华东师范大学儿童脑成像中心正式揭牌。同时揭牌的还有“上海脑科学与类脑研究中心华东师范大学脑智发育平台”和华东师范大学-上海纽约大学脑成像中心”。





中国科学院院士、上海脑科学与类脑研究中心主任蒲慕明,中国科学院院士裴钢,上海市科委基础处处长宋杨,上海纽约大学校长童世骏、教务长衞周安,华东师大党委书记梅兵、副校长孙真荣等出席揭牌仪式。来自国内脑成像领域的十余位顶级专家齐聚一堂,共同探讨儿童脑智发育领域的最新研究进展。揭牌仪式由华东师大脑科学与教育创新研究院常务副院长林龙年主持。



华东师大党委书记梅兵对长期以来关心和支持华东师大脑科学与教育交叉学科发展的相关科研单位、有关专家表示感谢。她在致辞中表示,聚焦儿童脑成像的三个研究机构同时揭牌,彰显了国家对脑智发育研究的关注与重视、上海对脑智发育研究的前瞻布局,也反映了华东师大、上纽大等高校对脑智发育研究的责任与担当。


据悉,华东师范大学儿童脑成像中心将运用多模态神经影像技术探索儿童脑发育、认知发展及其个体差异,并与国内外顶级科研机构合作,探索理论与方法层面的创新。该中心也是华东师范大学与上海纽约大学联合打造的研究平台,由上纽大首席科学家吕忠林教授与华东师大蔡清教授担任联合主任,双方的合作,为这一研究机构注入了“国际化”基因。该中心还是上海脑科学与类脑研究中华东师范大学脑智发育平台的重要研究平台,为儿童脑智发育领域的研究提供关键支撑。


▲ 蒲慕明、裴钢、宋扬、梅兵为“上海脑科学与类脑研究中心脑智发育研究平台”揭牌


▲ 梅兵、孙真荣、袁振国、蔡清为“华东师范大学儿童脑成像中心” 揭牌


▲  梅兵、孙真荣、蔡清,童世骏、衞周安(Joanna Waley-Cohen)、吕忠林为“华东师范大学-上海纽约大学脑成像中心”揭牌



揭牌仪式后,本领域的多位重要专家学者进行了“儿童脑成像”专题学术研讨会。中国科学院自化研究所脑网络组研究中心主任、脑网络组北京市重点实验室主任蒋田仔教授与上海科技大学生物医学工程学院创始院长沈定刚教授做了大会主旨报告。     


蒋田仔分享了关于“脑网络组图谱发育与进化研究”的学术进展。他介绍道,脑网络图谱绘制结合了神经、结构和功能信息绘制的脑连接信息图谱,突破了以往的单模态脑分区模板,并分享了他的团队利用这一方法在发育和进化领域近期获得的丰硕成果。沈定刚作了题为“婴幼儿脑影像智能分析与动态脑发育图谱构建”的学术报告,阐述了婴幼儿脑成像方面的进展的挑战、分享了过去几年中其团队将人工智能算法运用于在婴儿脑的灰白质分割研究的重要成果,以及在婴儿动态脑发育图谱构建上最新的进展。



扫描儿童脑成像,

探索大脑发展的细微变化


事实上,从2018年开始,一项涉及普陀区6所小学校的500多名上海儿童青少年脑智机制研究,就在华东师大开启。三年多来,科研人员获得有效数据达到80%以上。


▲ 6所基地学校校长与会


 

在新成立的中心,被设计为森林树屋的实验室里,放置着先进的磁共振设备。进门处还专门设置了一个观察窗口,方便父母随时看到儿童在其中的扫描情况,让家长能够安心陪伴孩子。独创性的设计将冷冰冰的科研实验室,变成了一个所有人共同探索科学发展的趣味空间。



中心主任蔡清介绍,这里可以说是“麻雀虽小五脏俱全”。随着核磁共振仪器、配套设备和平台等完成调试,团队为儿童认知发展研究做好了准备。未来几年,团队计划通过前沿的多模态神经影像技术,探索儿童脑发展各种细微的变化。


随着成像中心第一个建成使用,目前学校正在建设的还有虚拟现实、脑智评估平台和脑智提升平台。未来,学校还将和上海交大、上纽大等多所高校共同承担“中国脑计划”相关研究。



推动脑科学与教育、

人工智能等领域的融合发展


“因材施教”的教育理念,或将因为脑科学研究的进步真正成为现实。华东师大脑科学与教育创新研究院常务副院长林龙年表示,通过长期对儿童脑成像的观察和分析可见,后天教育导致他们的大脑发生了结构性的变化,其实这就是重新塑造大脑的过程。孩子在发育过程中的可塑性相当强,除了先天遗传基因的影响,教育和环境起着非常重要的作用。未来,如果以脑科学的发展规律创新教育方式,将更大程度上实现个性化教育。


不过,这方面的研究应用于教育实践仍然有很长的路要走。林龙年直言,目前科学家对人类大脑发展的基本规律仍不清楚,儿童脑智发育和教育间的科学规律也需要更长时间的研究来证实。


多位与会专家指出,研究过程中,大数据收集非常必要。但脑科学研究的目的不只是收集数据,更重要的是数据的质量及怎样分析利用。因此,数据收集应该是问题导向,比如儿童脑智研究中发现的一些现象,可能推动脑科学与教育、人工智能等领域的融合发展。


▲ 中国科学院院士、上海脑科学与类脑研究中心主任蒲慕明


中国科学院院士、上海脑科学与类脑研究中心主任蒲慕明在发言中说,未来,人工智能的发展可以从儿童大脑的发育中获得新启发。


因为儿童发育期大脑智能网络的建立过程,也就是人类智能形成的过程。当人工智能发展到类脑阶段,就必须了解、学习人脑网络建立的过程,以及怎么样能够最有效地构建人工网络。现在,深度网络结构是不可变的,但人脑的网络从出生之后就开始不断变化。对于其基本规律的研究,将对新一代人工智能产生很大的帮助。


▲ 中国科学院院士裴刚


中国科学院院士裴刚在发言中表示,教育真正成为科学的一个必要条件,就是必须以脑科学为基础;同时,脑科学如果和教育相结合,也会给人类带来新惊喜。



活动期间,与会专家还专程到华东师范大学儿童脑成像中心现场参观,同行们对该中心“寓教于乐、儿童友好”的设计理念和优美的设施环境赞不绝口。

责任编辑:曹竞