思维型计算机

英国黑子和宇宙论的奇才——R·赫金(R.Hawking),被他的一些同事誉为当今在世的,是自爱因斯坦以来一位最伟大的理论物理学家。最近他惊人地宣布,“如要预测目前飞速发展的计算机”,他说“很可能它会取代理论物理学。因此也许现在的理论物理学家们未必能见到其前景,但就理论物理学来说是可见到的。毫无疑问,在解决数学问题时计算机要优于人脑,但理论物理学却与众不同。赫金研究的理论物理学已达到了登峰造极的水平,是一项名符其实的创造性活动;它具有真正的思想。思维是人脑特有     

本期专题简介

<正>2013年春季,欧盟和美国分别启动耗资巨大的脑研究计划——欧盟的"人脑计划"和美国的"推进创新神经技术脑研究计划",引起全球各国政府和科学家的关注。这同样也引起了中国广大科学家和科学爱好者们的关注。为此我刊特组织了《脑科学》的专栏,比较系统地介绍了脑科学中有关心智游移、意识、视觉,以及脑科学与信息科学的交叉领域等的研究进展。     

从蓝脑计划到人脑计划:欧盟脑研究计划评介

正最近欧盟和美国分别启动和准备启动耗资巨大的两个脑研究计划——"人脑计划"和"尖端创新神经技术脑研究计划"。本文介绍欧盟人脑计划的背景、目标、内容及方法,也介绍学术界对此的见解和争议。关于脑和心智的研究已成为对当代科学最大的挑战之一。2000年,诺贝尔生理学或医学奖得主埃德尔曼(Gerald M.Edelman)说:"脑科学的知识将奠定即将到来新时代之基础。凭这些知识我们可医治大量疾病,建造模仿脑功能的新机器,而且更深入地理解我们自己的本质以及我们如何认识世界。""心智的生物学研究在21世纪的地位,正相当于基因研究在20世纪的地位,这已成为当前科学界的共识。"2013年春季,欧盟和美国分别启动和准备启动耗     

探索“小宇宙”的奥秘

2012年夏天,美国科学家提出一项可与当年＂阿波罗登月工程＂和＂人类基因组计划＂相媲美的＂尖端创新神经技术——脑研究计划＂,引起全球各国政府和科学家的关注。美国政府决定拿出1亿美元,启动这项旨在揭开人类大脑奥秘的研究计划;接着欧盟委员会宣布,以建立人工脑为目的的＂欧共体人脑计划＂将在未来10年内获得10亿欧元的科研经费。那么为什么脑科学能得到全球科学家的关注呢？因为人类的大脑是个复杂的＂小宇宙＂,它由100多亿个神经细胞组成（相当于整个银河系星体总数）,是宇宙中已知的最为复杂的组织结构。对于大脑结构的工作机制,     

探秘大脑 造福人类

<正>最新一期"上海科普大讲坛"邀请到当今世界顶尖的神经科学研究专家,请他们解读正在启动和实施中的中国、美国和欧洲的人脑研究计划,特别值得提到的是,正是在这次会上首次提到了中国的脑科学计划。三位受邀演讲的神经科学家分别是:中科院上海神经科学研究所主任、中科院脑科学卓越创新中心主任,中科院外籍院士蒲慕明;加州大学圣地亚哥分校(UCSD)特聘教授、神经科学学科主任威廉·莫布里和洛桑理工学院欧利弗教授。本刊受邀刊发此次上海科普大讲坛的内容,其中浦慕明先生的文稿已经本人审定;另两位报告人的文稿未经本人审阅。另外文中涉及的标题均为编者所加。——编者     

动物克隆技术:从设想到现实的艰难历程

1997年2月27日,在英国出版的极具世界学术权威性的科学杂志——Nature(自然)第385卷上发表了英国爱丁堡罗斯林研究所(Roslin Institute,UK)的伊恩·威尔莫特(Ian Wilmut)博士及其另外四名同事的研究论文——“源自胚胎和成年哺乳动物细胞的活的后代”。该论文宣布了一例采用成年母绵羊乳腺上皮细胞作为细胞核     

到机器内部做一次“神奇之旅”

在1966年由拉奎尔·韦尔奇(R·Welch)和唐纳德·普莱森斯(D·Pleasence)主演的科幻电影《神奇之旅》中,一支医疗团队和他们的潜艇被缩小为如同人的细胞般大小,并被注射到科学家的体内以清除其大脑中的血块。影片获得了很大的成功,潜艇在人体内部航行的壮观场面以及部分镜头——如向血液中的白细胞所发起的攻击——令人非常难忘。一次在法国原子能委员会(CEA)下属的磁聚变研究所(IRFM)内,由本岛主任率领的一群来自于国际热核聚变试验反应堆(ITER)的访客,受邀作了一次     

承载期望的"星":星形胶质细胞

星形胶质细胞是大脑的重要组成细胞之一，其数量几乎占到大脑总细胞数的50％。然而，在1846年德国解剖学家菲尔绍（R．Virchow）首次描述了胶质细胞之后的很长一段时间里．星形胶质细胞连同它的其他族类都被生命科学界大多数人所忽略．人们仅仅将胶质细胞群视为侍奉神经系统的“贵族”——神经元的“仆人”。然而，现在它正在以独特的魅力吸引着生命科学家的兴趣，     

欧盟“人脑计划”未来能否实现?

今年1月,欧盟启动的一项耗资10亿欧元的人脑计划(HBP)称,欲在10年内重构人类大脑这一人体最复杂的器官。对此,支持者与批评者们各持己见。究竟谁才是正确的呢?多年以来,神经学家亨利·马克拉姆(Henry Markram)一直声称,十年之内他能通过计算机模拟人的大脑。通过前期论证与调研,今年1月23日,欧盟委员会为此决定启动一项专门计划——人脑     

“人脑计划”出台前后的故事

<正>随着人脑研究计划的进展和扩充,它开始像似一个大规模的社会实验活动,正在成为一个为社会关注的热点,受到公众的密切关注。而主导BRAIN计划的NIH、NSF和DARPA一直彼此保持沟通,然而,白宫迄今无意对它们之间的协调进行干预。有科学家为此担忧,如果没有顶层规划,BRAIN这样庞大的计划是难以完成的。     

孪生子女为何不易患同样的病?

为什么许多孪生子女对疾病有着不同的敏感性,DNA序列是重要的,但基因活性在应答环境中如何被调节也同样重要——基因组的DNA顺序就像一首交响乐的总谱,为了正确地把它演奏好．各种细胞还必需识读覆盖在基因组上的另一种音符——后成学密码。目前全世界正在致力于解读这种密码。一段时间以来,马尼尔·埃斯特尔(Manel Esteller,下图)的电话应接不暇。那是在2005年的夏     

彼得·曼斯菲尔德(1933-2017)

<正>彼得·曼斯菲尔德发明了革命性的医疗技术——磁共振成像技术(MRI)。英国著名物理学家彼得·曼斯菲尔德在1972年的发现推动了磁共振成像技术(MRI)的发展,造福了数以百万计的人。曼斯菲尔德是一位受过传统训练的物理学家,他意识到可以利用核磁共振(NMR)技术获得活体组织的横截面影像。他开发的安全、无侵袭技术可以对组织切片的软组织和器官清晰成像,革新了医疗诊断,改变了人脑的研究。仰赖这项工     

流水线式免疫疗法

布鲁斯·L·莱文(左),宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院副教授,研究方向:癌症基因疗法;卡尔·H·朱恩(右),宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院教授,研究方向:免疫疗法●布鲁斯·L·莱文(Bruce L.Levine)和卡尔·H·朱恩(Carl H.June)探索如何设计研制免疫细胞,以尽可能地根治癌症。神话中的吐火兽(与嵌合体为同一词),起源于古利西亚,集狮、山羊和毒蛇一体。两千年之后,向南几百公里之外,以色列魏兹曼科学研究所的科学家们描述了一种免疫细胞中的嵌合受体:T细胞。这种嵌合体由免疫抗体和T细胞受体组成,可以用于     

亚太地区空间地球动力学计划

一项跨世纪国际合作研究计划——亚太地区空间地球动力学(APSG)计划,1995年夏天在美国举行的第21届国际大地测量和地球物理联合会(IUGG)大会上由叶叔华等中国专家提出,并受到与会专家,特别是亚太地区各国专家的热烈响应.国际大地测量协会(IAG)为此就APSG计划通过了第4号决议,对该计划予以积极支持,并确定由叶叔华领衔组织实施这项规模宏大的国际合作研究计划．     

SHP-1是IL-4诱导的IL-4R在脾脏细胞中表达所必需的

为了探索包含SH-2功能域的蛋白酪氨酸磷酸酶(SH-2-containing protein tyrosine phosphatase 1, SHP-1)在IL-4诱导的IL-4受体(IL-4 receptor, IL-4R)表达中的作用, 用Na₃VO₄处理野生型(wild type, WT)实验小鼠的脾脏细胞以及用IL-4刺激可育Motheaten小鼠(viable motheaten mice, me^v/me^v)的脾脏细胞, 并检测IL-4Rα mRNA的表达. 我们发现IL-4诱导的IL-4Ra mRNA表达在经Na₃VO₄处理后野生型小鼠的脾脏细胞以及用IL-4刺激的mev/mev小鼠的脾脏细胞中降低了. 结果表明, IL-4诱导的IL-4Rα mRNA表达的降低是由于IL-4R的低水平表达导致的STAT6信号转导缺陷. 实验进一步证实, 在me^v/me^v)小鼠的脾脏细胞中IL-4Rα蛋白表达的降低是由于细胞组成的改变. 在me^v/me^v) 小鼠脾脏组织中, 表达相对高水平IL-4R的CD4⁺, CD8⁺和CD19⁺的细胞比例显著下降, 相反表达低水平IL-4R的Mac-1⁺和Gr-1⁺细胞比例明显升高. 尽管IL-4R蛋白表达是明显下降的, 但在同窝对照小鼠(+/-)和me^v/me^v)小鼠的脾脏细胞中IL-4Ra mRNA的表达未发现明显的差异. 在B细胞、T细胞和巨噬细胞中也没有显著差异. 这提示在巨噬细胞中IL-4R表达细胞类型特异性下调是通过转录后水平的调控来实现的. 研究结果提示, 在脾脏细胞中SHP-1对于IL-4诱导的IL-4R表达是必需的, 并且通过影响血细胞生成而间接地调控相应的功能.     

珍妮特·罗利(1925-2013)

<正>珍妮特·D·罗利(Janet D.Rowley),芝加哥大学医学系和分子遗传学与细胞生物学系的布拉姆-雷司杰出教授,将肿瘤发展与基因异常相联系的先驱。她因卵巢癌并发症于2013年12月17日在家中去世,享年88岁。     

欧文·A·罗斯(1926-2015)

<正>诺贝尔化学奖得主、美国科学院院士、生物化学家欧文·A·罗斯(Irwin A.Rose),于今年6月2日在马萨诸塞州迪尔菲尔德的家中去世,享年88岁,其家人称罗斯在睡梦中安详离世。罗斯博士因阐释了活细胞如何再循环处理不再需要的分子——一个为医学新疗法另辟蹊径的发现——而分享2004年诺贝尔化学奖。在罗斯和两位以色列科学家发现的细胞代谢过程中,一种叫     

用于医学的3D打印技术

正据英同Biofabrication,2014,6(1):1报道,日前英国剑桥大学的马丁(K.Martin)教授和洛伯(B.Lorber)博士等研究人员使用3D打印机成功"打印"出眼睛细胞。该项研究被看成是培育替代组织来修复受损或病变器官的一个实际步骤,有望为失明患者带来光明。研究人员从老鼠视网膜取出两种细胞——神经节细胞和胶质细胞。前者主要是将来自眼睛的信息传输至大     

糖尿病:包装问题

<正>当免疫系统没有阻碍的时候,细胞疗法可以治愈Ⅰ型糖尿病。道格拉斯·梅尔顿(Douglas Melton)给了自己一段简短的庆祝时间。经过23年的努力,他终于成功地在实验室里培养出替代性胰岛细胞或细胞簇,这正是在Ⅰ型糖尿病中被摧毁的胰腺组织。梅尔顿的两个孩子就患有这种自身免疫性疾病——Ⅰ型糖     

罗伯特·C·理查森(1937-2013)

在实验物理学方面作出突出贡献的诺贝尔物理学奖得主、美国康奈尔大学佛洛伊德·R·纽曼物理学教授罗伯特·C·理查森(Robert C.Richardson)——同事们习惯称他为鲍勃(Bob)——因心脏病发作,于2013年2月19日在纽约州伊萨卡镇去世,终年75岁。作为一名在实验物理学领域表现出卓越才能的科学家,鲍勃总是充满活力和热情挑战各种难题,他的职业道德素养和深刻洞察力是人们学习的楷模。在他的职业生涯中,鲍勃获得过无数荣誉和