脑科学家:神经科学与大数据的结合带来的新领域

本文涉及的产品
云原生大数据计算服务 MaxCompute,5000CU*H 100GB 3个月
云原生大数据计算服务MaxCompute,500CU*H 100GB 3个月
简介:

神经科学研究,俗称“脑研究”,在“大数据”概念出来的多年前就已经用上了一些大数据研究的方法了,所以,作为神经科学家,我们对“大数据”早就非常熟悉了。这里谈一下我个人对于神经科学领域大数据的一些想法。

大家要问,神经科学领域都有哪些大数据呢?这里,最明显不过的如“成像”数据,像功能性核磁共振(fMRI)、弥散张量成像(DTI)、电压敏感染料成像(VSDI)等实验的数据;还有使用多通道技术获得的的长时间的电生理数据,如多道EEG、胞外多通微电极记录、微电极阵列(MEA)记录等实验的数据。

这些数据的特点一是数据文件体积庞大,在2003年的时候就可以轻易超过1G(脑电生理数据),或者是在计算机内存中进行计算的时候会超过4G,以至于必需使用64位操作系统。第二个特点是使用单个CPU计算时需要很长时间,像2003年即使200M大小的脑电生理数据,使用当时的单核计算机做时频谱分析,一个数据文件的计算时间通常都要超过2个小时。

在目前多核计算机平台下进行计算,对于需要进行复杂计算的数据,大多数专用的神经科学分析软件暂时还不支持并行计算,有些通用的软件如Matlab已经可以支持OpenMP和CUDA两种模式的并行计算,但前提要求是使用者必须懂得计算机编程,尤其像CUDA模式更是如此。

目前国内的神经科学计算还很少有人用到超级计算机(以下简称“超算”),使用超算多少有些麻烦,主要原因是还没有比较成熟的软件(无论商业还是开源软件)可以让一般的神经科学家像使用Excel一样方便地使用那样的并行软件。即使在桌面领域,支持OpenMP和CUDA的神经科学专用计算软件也很稀少。但是这样的局面不会保持太久,估计在2020年之前这样的软件就会比较普及。

并行计算软件的普及对于研究者来说是很重要的,因为没有金刚钻就揽不了瓷器活。但除了软件之外,更重要的怕是对于神经科学数据的理解、分析能力了。这一点可不是一个人或是某个领域的人就可以干得下来的活,要完成这种研究,必须有数学、信息学、神经生物学等多个领域的专家联合起来对某个专门的问题进行集中、深入的研究方可。这种多学科联合不是那种“要钱”的松散联合,而是为了解决一个实际问题必须要进行的实质性联合,也许现有的国家科研体制暂时还不支持这种联合,但只要不是“为了发文章而合作”,相关领域的科学家应该还是可以联合在一起潜心进行研究的,目前自然科学基金也支持这种研究。

为了进行联合研究,各领域的专家或多或少都需要对其他的领域有部分了解,否则这种合作的桥梁很难搭建起来。就像神经生物学家不懂一点数学和计算,数学家和信息学家不懂一点神经生物学一样,那样的话就别指望合作会有什么成效,最多是大家坐地分钱而后各自干各自的,然后把发表的文章凑在一块用来应付验收而已。

大数据的核心问题在于如何挖掘与相关领域有关的科学规律,所以这种挖掘不能仅靠所谓的“数据科学家”,因为大数据通常都是和某个具体科学领域有关,或者和某个具体的科学问题有关,因此,除了数据科学家之外,实验学家和理论学家都需要参与数据的挖掘工作,这是一个综合性很高的系统工程。

大数据概念诞生到现在还不到5年,但是神经科学家为了揭开脑功能的奥秘,和大数据打交道已经10年以上了,像2005年欧洲发起的“蓝脑计划(Blue Brain Project)”使用显微镜和膜片钳技术以及超算从一小片脑片研究开始,直到最近几年IBM用超算和专门芯片来模拟大脑为止,神经科学领域对于大数据的理解和其他领域相比要更加深入。

对于神经科学领域的研究人员来说,无论是小到分子水平还是大到行为水平方面的研究,迟早都要和大数据打交道,所以,掌握一些必要的数学、计算机编程的知识对于今后事业的发展是会有所帮助的。

欢迎成为AIE实验室合作伙伴

AIE 实验室(AIE Lab)是在科学院大数据与知识管理重点实验室等科研机构以及诸多专家支持下,由”人工智能学家“筹备建立的独立前沿科技研究机构。AIE实验室重点研究互联网,人工智能,脑科学,虚拟现实,机器人,移动互联网等领域的未来发展趋势和重大科学问题,发现符合互联网进化趋势的创新技术和创新企业。

AIE实验室专家群拥有300多位国内顶级科技专家,风险投资家,媒体意见领袖和科技企业家,包括吕本富,石勇,王飞跃,方兴东,吴甘沙,徐小平,郭昕,罗振宇,胡延平,张泉灵等各领域专家。拥有和参与专业微信群超过50个,包含各领域专业人士2万多人。

AIE实验室的科技媒体人工智能学家拥有近7万高质量读者群,包括著名科技企业高层领导,著名风险投资人,科学家,科技媒体主编记者等,在今日头条,网易,腾讯,知乎,百度,搜狐等主流媒体拥有专栏,读者阅读量超过2000万。

AIE实验室充分调动专家和媒体资源,为合作伙伴提供支持包括:

1.帮助合作伙伴与AIE实验室近300名顶级专家和10万多名不同领域专业人群进行对接,用科学众包的方式帮助科技创新企业解决前沿科技,商业模式,战略发展等方面的难题。

2.通过研讨会,在线教育等方式帮助合作伙伴对企业和行业发展进行研讨,听取专家专业人士对企业未来发展的意见和看法。
本文转自d1net(转载)

相关实践学习
基于MaxCompute的热门话题分析
本实验围绕社交用户发布的文章做了详尽的分析,通过分析能得到用户群体年龄分布,性别分布,地理位置分布,以及热门话题的热度。
SaaS 模式云数据仓库必修课
本课程由阿里云开发者社区和阿里云大数据团队共同出品,是SaaS模式云原生数据仓库领导者MaxCompute核心课程。本课程由阿里云资深产品和技术专家们从概念到方法,从场景到实践,体系化的将阿里巴巴飞天大数据平台10多年的经过验证的方法与实践深入浅出的讲给开发者们。帮助大数据开发者快速了解并掌握SaaS模式的云原生的数据仓库,助力开发者学习了解先进的技术栈,并能在实际业务中敏捷的进行大数据分析,赋能企业业务。 通过本课程可以了解SaaS模式云原生数据仓库领导者MaxCompute核心功能及典型适用场景,可应用MaxCompute实现数仓搭建,快速进行大数据分析。适合大数据工程师、大数据分析师 大量数据需要处理、存储和管理,需要搭建数据仓库?学它! 没有足够人员和经验来运维大数据平台,不想自建IDC买机器,需要免运维的大数据平台?会SQL就等于会大数据?学它! 想知道大数据用得对不对,想用更少的钱得到持续演进的数仓能力?获得极致弹性的计算资源和更好的性能,以及持续保护数据安全的生产环境?学它! 想要获得灵活的分析能力,快速洞察数据规律特征?想要兼得数据湖的灵活性与数据仓库的成长性?学它! 出品人:阿里云大数据产品及研发团队专家 产品 MaxCompute 官网 https://www.aliyun.com/product/odps 
相关文章
|
搜索推荐 大数据 数据挖掘
|
新零售 大数据 云计算
京东首席科学家:云计算、大数据撬动购买力
在电商业务运营整整十年之际,京东宣布,电商云于6月5日正式上线,同时京东的大数据和云战略也拉开大幕,让我们更清晰地看到云和大数据是如何融入到京东的命脉和核心竞争力中。 向后看,京东积累了十年的技术实力和大量用户数据;向前看,未来十年战略定位三大方向,“技术驱动”的自助式B2C、开放业务和金融。
1338 0
|
1月前
|
存储 机器学习/深度学习 分布式计算
大数据技术——解锁数据的力量,引领未来趋势
【10月更文挑战第5天】大数据技术——解锁数据的力量,引领未来趋势
|
8天前
|
存储 分布式计算 数据挖掘
数据架构 ODPS 是什么?
数据架构 ODPS 是什么?
67 7
|
8天前
|
存储 分布式计算 大数据
大数据 优化数据读取
【11月更文挑战第4天】
23 2
|
21天前
|
数据采集 监控 数据管理
数据治理之道:大数据平台的搭建与数据质量管理
【10月更文挑战第26天】随着信息技术的发展,数据成为企业核心资源。本文探讨大数据平台的搭建与数据质量管理,包括选择合适架构、数据处理与分析能力、数据质量标准与监控机制、数据清洗与校验及元数据管理,为企业数据治理提供参考。
65 1
下一篇
无影云桌面