自1986年設立以來,加州理工學院的計算與神經系統(CNS)計劃,一直吸引著對大腦運算和微電子電路之間的關係感興趣的學生和研究人員。該計劃的成立旨在培訓博士生,探索自然或人造神經元電路的結構與其所進行計算之間的關係,並且鼓勵工程師、神經科學家和理論家的思想交流與合作。
這一學術界的交匯點為新興的神經計算和神經工程領域鋪平了道路。
在1980年代早期,卡沃·米德(Carver Mead)在發展大規模集成電路(VLSI)的基礎上,開始探索大腦計算與類比矽電路計算之間的類似性。米德與約翰·霍普菲爾德(John Hopfield)合作,拓展其研究,兩位學者的首次聯合課程題為“計算的物理學”,深入探討了神經網絡和神經元結構的模擬。隨著學生和教職員的興趣高漲,他們決定延續此主題,並擴展至多個課程。
霍普菲爾德、米德和理查德·費曼(Richard Feynman)在1986年創立了CNS計劃,這是一個跨學科的博士學位課程,專注於神經生物學與電氣工程、計算機科學和物理學之間的對話。
這個計劃的統一主題是計算系統的物理結構與其運作動態之間的關係,以及它們能夠有效解決的計算問題。
CNS計劃自創立以來,吸引了眾多優秀的教職員和學生。早期的創始教授包括卡沃·米德、約翰·霍普菲爾德、戴維·范·艾森(David Van Essen)等。自1990年以來,大約110名研究生獲得了CNS博士學位,其中約三分之二的畢業生選擇了學術生涯,剩下的則創立或參與初創公司。
在這段時間,CNS計劃的執行官包括霍普菲爾德、德梅特里·普薩爾季斯(Demetri Psaltis)、克里斯托夫·科赫(Christof Koch)和皮耶特羅·佩羅納(Pietro Perona),而現任執行官則是蒂亞諾斯·西亞帕斯(Thanos Siapas)。
CNS的教授們共同創辦了多個重要的會議和工作坊,例如1984年的“雪鳥神經網絡計算會議”和1987年成立的“神經資訊處理系統會議”(NIPS),這些活動促進了神經科學研究的廣泛交流與合作。
除了CNS計劃,加州理工學院還催生了其他幾個重要的學術機構,例如位於瑞士蘇黎世的神經信息學研究所,以及以色列耶路撒冷的跨學科神經計算中心,這些機構進一步推動相關研究的發展。
CNS計劃孕育了許多在神經科學與計算領域取得傑出成就的校友。其中包括劍橋大學的自然哲學教授大衛·麥凱(David J. C. MacKay)、加利福尼亞大學伯克利分校的紅木理論神經科學中心主任布魯諾·奧爾沙芬(Bruno Olshausen)等人。
這些校友的成功不僅展示了CNS計劃的實力,也為未來的研究奠定了堅實的基礎。
從CNS計劃的歷程中,我們可以看到科學界的交叉合作如何推動知識的邊界,不僅在神經科學和計算領域中佔有一席之地,還在全球研究生態系中扮演著重要角色。未來,CNS計劃將如何繼續引領這一領域的發展?