面向人的高级认知功能系统化研究的多维脑数据概念模型

Conceptual modeling is an important issue in the researches of brain databases. Researchers have constructed different types of conceptual models of brain data, including conceptual models of brain databases, conceptual schemas of meta data of brain data, and brain ontologies. However, because of lacking comprehensive contents, consistent expression formats and abstract levels, these conceptual models of brain data cannot meet the requirements of systematic data management in Brain Informatics. Aiming at the peculiarities of Brain Informatics researches, this project focuses on the researches of conceptual models of brain data, including conceptual modeling and model applications, based on Brain Informatics methodology and other related theories/technologies, in order to realize the systematic brain data management. New theories and technologies will be developed to construct a brain data center,which can realize the systematic brain data management and support the systematic BI researches on human higher cognitive functions, including reasoning, problem-solving, decision-making, learning, etc., as well as the applications of research fruits.

概念建模是脑数据库研究的一个重要课题。尽管各种脑数据库概念模型、脑数据元数据概念模式以及脑本体已经被构建，但是这些脑数据的概念模型缺乏完备的内容、一致性的描述形式和抽象层次，因而难以支持脑信息学系统化的数据管理的实现。本项目旨在面向脑信息学研究的特殊性，以实现系统化的数据管理为目的，基于脑信息学方法学以及多种相关理论和技术对脑数据的概念建模和概念模型应用展开研究。其意义在于，通过本项目的研究，为脑数据中心的构建提供理论和技术支持，实现系统化的数据管理，支持脑信息学对推理、问题解决、决策、学习等以思维为中心的人的高级认知功能的信息加工过程及其神经机制的系统化研究以及研究成果的应用。

人的高级认知功能研究是一个数据驱动的、系统化的过程，涉及多模态、多来源的脑认知大数据。项目组以数据概念模型为切入点，围绕人的高级认知功能系统化研究对脑认知大数据的整合与应用需求，就数据脑建模、基于数据脑的系统化数据管理展开研究。提出了一个基于脑信息学方法学的数据脑建模过程和以文档选取、窄域实体识别、实体消歧等为核心的半自动化辅助建模技术，有效解决了数据脑的标准化建模问题。在此基础上，项目组以数据脑为脑认知大数据相关知识、信息、数据整合框架，构建了脑信息智慧服务平台，研发了基于数据脑的源数据仓库构建技术、大数据内容推荐服务技术，以及数据脑驱动的多侧面脑数据分析技术。相关研究成果已发表标注论文 42篇，授权专利4项、计算机软件著作权3项。本项目的主要特色是借助本体化的数据脑建模技术，将抽象的脑信息学系统化方法学具体化，形成多维的脑认知大数据内容整合框架，构建共性研究支撑平台，研发面向系统化研究的知识推荐和多侧面数据分析技术，将脑信息学系统化方法学有形地贯彻于研究全过程。这是一种全新的脑大数据中心构建策略，也被成功应用于楼宇安全监控大数据平台建设，取得了较好的效果。