概览

我们开展人工智能与脑科学的交叉研究:一方面借助 AI 加深对大脑的理解,另一方面把脑科学中的机制用于改进人工智能与脑健康。

AI 与脑科学研究概览

类脑人工智能

  • 脉冲神经网络:我们致力于缩小脉冲神经网络与传统人工神经网络之间的性能差距。SeqSNN 利用脉冲神经元处理时序信息的高效性,在多个时间序列预测基准上以更低能耗获得相当或更优的效果 [Lv et al., ICML 2024]1。CPG-PE 借鉴大脑中央模式发生器,在时序预测、自然语言处理和图像分类任务中提升了脉冲神经网络性能 [Lv et al., NeurIPS 2024 Spotlight]2
  • 类脑网络架构:CircuitNet 模拟神经回路中的前馈、反馈和侧向连接,在函数逼近、强化学习、图像分类及时间序列预测任务中展现出通用性 [Wang et al., ICML 2023]3。2026 年,我们进一步提出基于 Kuramoto 振荡同步的相位编码 KoPE,以提升视觉模型的训练、参数和数据效率 [Xiao et al., ICML 2026]4
  • 类脑算法:我们通过变分贝叶斯框架统一描述习惯性与目标导向行为 [Han et al., Nature Communications 2024]5,并系统研究扩散规划器的关键设计 [Lu et al., ICLR 2025 Spotlight]6

CPG-PE 脉冲神经网络

脑机接口

  • 脑电信号基础模型:我们提出面向跨数据集脑电预训练的统一拓扑和 MMM 框架 [Yi et al., NeurIPS 2023]7。NeuroLM 将脑电信号视作一种“外语”,利用大语言模型实现多任务脑电理解 [Jiang et al., ICLR 2025]8
  • 脑电应用:STATENet 面向真实大规模新生儿脑电数据,在时间、空间和模型层面共同建模癫痫发作 [Li et al., SMC 2023]9;SimSort 利用大规模电生理仿真推动数据驱动的神经尖峰分类 [Zhang et al., NeurIPS 2025]10
  • PhysioPro:我们的生理数据深度学习框架汇集了多项脑电研究,代码见 microsoft/PhysioPro。该代码库不可用于临床诊疗。

NeuroLM 模型

具身智能与决策

面对目标开放、状态动态且训练阶段未曾出现的任务,我们研究能够灵活规划和行动的智能体。DOG 面向开放目标生成动态计划;Habi 则把性能强但推理较慢的扩散规划器“习惯化”为快速决策模型,在标准离线强化学习基准上实现 800 Hz 以上的决策频率 [Lu et al., ICML 2025]11

Habi 扩散规划框架

近期研究(2025-2026)

神经形态与类脑学习

近期研究从时间结构、神经动力学和生物同步机制三个层面推进类脑模型。我们为脉冲 Transformer 提出相对位置编码 [Lv et al., NeurIPS 2025 Spotlight]12,并提出无需传统反向传播的在线伪零阶神经形态训练方法 [Xiao et al., ICLR 2026]13。在非脉冲模型上,KoPE 利用 Kuramoto 振荡同步提升视觉模型的训练、参数和数据效率 [Xiao et al., ICML 2026]4。我们还研究持续学习中保持网络可塑性的架构机制 [Koeppe et al., ICML 2026]14,以及能够切换神经编码策略、平衡计算代价与性能的稳定超线性网络 [Wang et al., ICML 2026]15

神经数据与人类行为理解

我们把计算模型与神经及行为数据结合。SimSort 基于大规模电生理仿真构建数据驱动的神经尖峰分类框架 [Zhang et al., NeurIPS 2025]10;EgoBrain 协同建模第一视角视觉观察与认知信号,用于理解人类行为 [Lin et al., ICLR 2026]16

自适应决策

在扩散规划研究的基础上,我们利用能量函数进行自监督动作门控,提升扩散规划器的动作质量与效率 [Lu et al., ICML 2026]17,进一步连接灵活的目标导向规划与高效自适应行为。

参考文献

  1. Changze Lv et al. Efficient and Effective Time-Series Forecasting with Spiking Neural Networks. ICML 2024. 

  2. Changze Lv et al. Advancing Spiking Neural Networks for Sequential Modeling with Central Pattern Generators. NeurIPS 2024 Spotlight. 

  3. Yansen Wang et al. CircuitNet: A Generic Neural Network to Realize Universal Circuit Motif Modeling. ICML 2023. 

  4. Mingqing Xiao et al. Kuramoto Oscillatory Phase Encoding: Neuro-inspired Synchronization for Improved Learning Efficiency. ICML 2026.  2

  5. Dongqi Han et al. Synergizing habits and goals with variational Bayes. Nature Communications 2024. 

  6. Haofei Lu et al. What Makes a Good Diffusion Planner for Decision Making? ICLR 2025 Spotlight. 

  7. Ke Yi et al. Learning Topology-Agnostic EEG Representations with Geometry-Aware Modeling. NeurIPS 2023. 

  8. Weibang Jiang et al. NeuroLM: A Universal Multi-task Foundation Model for Bridging the Gap between Language and EEG Signals. ICLR 2025. 

  9. Ziyue Li et al. Protecting the Future: Neonatal Seizure Detection with Spatial-Temporal Modeling. IEEE SMC 2023. 

  10. Yimu Zhang et al. SimSort: A Data-Driven Framework for Spike Sorting by Large-Scale Electrophysiology Simulation. NeurIPS 2025.  2

  11. Haofei Lu et al. Habitizing Diffusion Planning for Efficient and Effective Decision Making. ICML 2025. 

  12. Changze Lv et al. Toward Relative Positional Encoding in Spiking Transformers. NeurIPS 2025 Spotlight. 

  13. Mingqing Xiao et al. Online Pseudo-Zeroth-Order Training of Neuromorphic Spiking Neural Networks. ICLR 2026. 

  14. Niklas Koeppe et al. Mitigating Plasticity Loss through Architectural Design in Continual Learning. ICML 2026. 

  15. Haoyu Albert Wang et al. Stabilized Supralinear Networks Learn to Switch Coding Strategies Balancing Cost and Performance. ICML 2026. 

  16. Nie Lin et al. EgoBrain: Synergizing Minds and Eyes For Human Action Understanding. ICLR 2026. 

  17. Yuan Lu et al. Improving Diffusion Planners by Self-Supervised Action Gating with Energies. ICML 2026.