《系統科學前沿》(第二期）第十課：大腦學習記憶之中的復雜性

導語

集智學園聯合北師大系統科學學院開設，以方福康先生系統科學文集為思想基石，匯聚北師大系統科學領域十位教授，系統整合統計物理、生命系統中的智能行為、社會復雜系統建模、人工智能與復雜網絡等多個交叉方向，構建一條從微觀機制到宏觀結構、從理論分析到實際應用的知識脈絡。

你是否曾思考過：

• 對人而言，學習、記憶是什么樣的活動？學習可以等同于記憶嗎？

• 其它動物是否也和人一樣具有學習和記憶的能力？

你是否曾試圖探索：

• 為何有些人的記憶時長如金魚般短暫，而另一些人可以做到過目不忘？

• 動物與人的學習、記憶機制如何在人工智能研究中得到應用？

在本周五晚的第十課中，北京師范大學文理學院系統科學系特聘研究員劉鶴老師將從神經科學的視角切入，為各位集智學員的解答上面的問題，這門課程將帶您深入探索大腦學習記憶的復雜機制，理解其中精妙的神經網絡與動態過程，這不僅有助于揭示人類認知的核心奧秘，更能為高效學習、記憶提升乃至人工智能的發展提供關鍵啟示。

課程簡介

大腦的學習與記憶功能是神經系統最為核心且復雜的認知活動之一，涉及信息的編碼、存儲與提取等多個高級神經過程。對這一領域的研究歷史悠久，可追溯至古希臘時期關于記憶機制的哲學探討，19世紀末艾賓浩斯的遺忘曲線研究則標志著其科學化的開端。盡管歷經數代學者的努力，關于記憶形成的分子機制、神經環路基礎以及意識與記憶的交互作用等關鍵問題，至今仍未完全闡明。

本次課程將首先講解神經科學視角下學習和記憶活動的定義，以及與學習、記憶相關的科學概念，并以人類學習、記憶的異常的實際案例向學員展示探索學習、記憶活動背后的神經生物學機制研究的必要性。

在此基礎上，本次課程中將對學習與記憶研究中的經典及現代實驗范式進行系統介紹，并講解利用模式動物研究學習記憶的方法，涵蓋從無脊椎動物（如果蠅）到哺乳動物（如小鼠、猴子）等多種模式生物的研究案例。

在課程的最后，劉鶴研究員將以自身研究團隊本年度的最新研究進展為例介紹學習記憶領域的最新進展和研究思路，重點講解、饑餓狀態促進學習能力的機制研究、非線性學習曲線的分子和環路機制以及利用線蟲的學習環路框架改造人工智能算法。

主講人

劉鶴，特聘研究員，博士生導師。2008年畢業于東南大學生物工程專業獲工學學士，2014年畢業于中國科學院上海生命科學研究院神經所獲理學博士學位。2014年10月份赴美國哈佛大學腦科學中心擔任博士后/助理研究員進行研究工作，2021年4月入職復雜系統國際科學中心擔任特聘研究員。曾獲得國家級海外人才項目稱號，廣東省珠江人才稱號。

研究工作曾發表在Neuron, Science Advances, Nature Communications，Advanced Science等雜志上，擔任E-journal of Translational Medication, FASEB Journal, Journal of Medical Discovery, Open Medicine, Toxin Reviews 等雜志審稿人，多次受邀于國際會議中進行學術報告。主持國自然青年項目，面上項目，海關總署署級項目，北師大創新項目等。

研究興趣：衰老的神經機制，記憶形成和遺忘的神經生物學基礎，基于小型模式動物神經環路的仿生算法開發等。

課程目標

1. 介紹學習與記憶的基本概念

2. 講解學習記憶相關研究的實際案例

3. 介紹生物學習、記憶領域的研究方法與前沿進展及其對人工智能研究的啟發

課程亮點

• 從“過目不忘”和“活在當下”的人的案例出發，形象化介紹學習記憶的一些相關概念

• 系統介紹利用不同模式生物研究學習記憶的范式

• 以本實驗室2025年的多篇一區研究論文為例，介紹學習記憶領域的最新進展和研究思路

課程大綱

第一部分：學習記憶的基本概念

• 引入：什么是學習，什么是記憶？

• 學習記憶領域的相關概念

• 被寫進教科書的病人：Henry Molaison（H.M.）

• 只生活在“當下”的人只有幾秒鐘的記憶

• 一群“過目不忘”的人

• 猴子作為模式動物

• 小鼠作為模式動物

• 果蠅作為模式動物

• 饑餓狀態促進學習能力的機制研究

• 利用線蟲的學習環路框架改造人工智能算法

• 非線性學習曲線的分子和環路機制

課程安排

上課時間：12月26日周五晚19：30 -21：30，授課1.5小時，答疑0.5小時。

課程形式：騰訊會議線上課，集智學園網站錄播。

課程適用

本次課程適合：

• 對神經科學感興趣的新手

• 希望開展學習記憶領域研究的研究人員

• 有志于神經科學領域的跨學科學習者

推薦內容

[1].神經生物學原理_（美）駱利群著 李沉簡譯；大腦傳，馬修·科布著，張今譯

[2].大腦傳，馬修·科布著，張今譯

[3].H. Zhao, G. Shi, R. Qin, et al. “ Hungry for Knowledge: Octopamine Signaling Regulates Hunger-Enhanced Olfactory Learning.” Adv. Sci. (2025)

付費流程

課程頁面填寫學員登記表，微信掃碼入群；

課程可開發票。

關于主辦方

北京師范大學-系統科學學科團隊

北京師范大學是中國系統科學學科的重要發源地之一，自20世紀70年代末即開始布局相關研究和教育體系。學院已建立起從本科到博士后完整的人才培養體系，并在復雜系統研究領域形成深厚積淀。依照北京師范大學“一體兩翼”辦學格局，北京師范大學系統科學學科研究生培養分別在北京校區和珠海校區進行。北京校區培養單位為系統科學學院、珠海校區培養單位是文理學院系統科學系（含復雜系統國際科學中心）

【北京校區】

北京校區系統科學研究團隊聚焦復雜系統的結構、演化和控制等方面。研究內容涵蓋從自然到社會的多個層面，尤其在復雜系統的涌現行為與控制優化、社會經濟系統建模、生命與腦認知系統的自組織行為、多主體系統與智能算法、以及復雜系統的信息建模等方面形成了特色鮮明、國際接軌的研究方向，并在復雜網絡、腦科學、經濟系統建模等研究領域取得了一系列有影響力的成果，多篇論文被國際權威期刊選為封面或亮點評述，并受到國內外學術界和主流媒體廣泛關注。

【珠海校區】

珠海校區系統科學團隊由國際系統與控制科學院院士狄增如教授領銜。除院士工作站外，校區還建有廣東省高校系統涌現與自然智能重點實驗室，具備先進的實驗條件、完善的計算機系統支持與優越的科研實踐平臺。團隊匯聚十余名優秀的中青年教師，擁有堅實的數學與物理學基礎，長期在系統科學基礎理論、生物與腦科學、社會經濟系統等交叉領域開展創新性研究。依托雄厚的人才力量與科研條件，團隊在研究生高質量培養方面積累了豐富經驗，取得了一系列具有原創性的研究成果，并在高水平學術期刊上發表多篇論文，產生了廣泛的國內外學術影響。

珠海校區獨立招收本科、碩士、博士學生，頒發學位證書同北京校區一樣。同時，珠海校區也提供博后與青年PI職位。

集智學園：

集智學園作為集智科學研究中心孕育的商業公司，力圖傳播復雜科學、人工智能等前沿知識和新興技術，促進、推動復雜科學領域的知識探索與生態構建。合作伙伴包括騰訊、華為、北京師范大學、湖畔大學、混沌大學等多家知名機構。2019年被評定為“中關村高新技術企業”和“國家高新技術企業”。

口號：學復雜科學，到集智學園

使命：梳理復雜知識體系，普及科學理論方法。

線性代數：一名合格科研人的筑基課

在科研世界中，無論你研究的是人工智能、生物信息、網絡科學，還是物理與工程，幾乎所有復雜系統的建模與推理都指向同一種底層語言——線性代數。它不僅是計算公式的集合，更是一名科研人理解“結構”、刻畫“變換”、判斷“穩定性”、提取“信息”的基本思維框架。本課程以系統科學的視角重新解構線性代數，帶你越過技巧、直達本質，在跨學科的真實問題中建立起科研必備的數學基石。

集智學園聯合清華大學數學博士諸葛昌靖老師開設，課程將于12月20日開啟，現在加入可享早鳥價格。

詳情請見：