新大陆:探秘脑科学

<正>继人类基因组计划(HGP)之后,人类开始向自然科学的最后一块疆域——大脑——发出了挑战:在欧洲和美国先后宣布启动"人脑计划"研究之后,中国的"脑科学计划"也呼之欲出。6月28日,以"新大陆:探秘脑科学"为主题的第41期上海科普大讲坛上,来自中、美、欧等国的科学家向公众解读了各国的"脑科学计划"。自2013年1月启动的欧盟"人类大脑计划",在未来10年内将投入10亿欧元,除了重点研究医学和神经科学外,还有未来概念的计算机技术。本次主讲嘉宾、瑞士洛桑理工学院的欧利弗教授认为:"如果我们弄清人脑电信号的传输机制,就有望开发出模拟大脑机制的计算机。同样将历时10年、总投资约45亿美元的美国"大脑基金计划"将从     

人脑里的"音乐"

我们都可能有这样的经历:辗转难眠时,听上一张自己喜欢的音乐CD,也许就会睡着了。现在科学家们发现了更有效的催眠曲:你自己的大脑音乐。大脑自有音乐加拿大多伦多大学睡眠研究中心的科学家发现,人类的大脑能够产生它自己内在的音乐,这一音乐可以用来治疗困扰成千上万人的病症:焦虑性失眠。研究人员称,通过对每个失     

大脑结构中究竟有些什么？

●尽管神经科学取得了辉煌的成就,但我们对于大脑究竟是如何工作的仍知之甚少。继美国大脑神经组织解剖图编制计划、人脑连接组计划,今年1月,欧盟委员会为欧洲＂人脑计划＂注资10亿欧元,4月,奥巴马政府承诺为＂大脑活动图谱＂计划提供1亿美元的研究经费。或许,一个＂复制＂人类大脑的时代已经来临。     

关于人类大脑进化的新观点

2002年4月10～14日,在纽约的布法罗举行了约1200名研究人员参加的美国体质人类学家协会第71届年会。大脑进化是这次会议的最热门话题,内容包括供给脑进化所必需的饮食和采用先进的技术检查进化中大脑形状的改变。     

人到中年大脑还在生长

一项新的研究发现 ,人到中年 ,身体其他部位都停止生长 ,但大脑却依然保持继续发展的趋势。该研究证实了预防与年龄有关的疾病———阿尔兹海默症的重要性。阿肯色州老兵健康护理中心的巴特克斯说 :“大脑可不像我们原来想象的那样 ,似乎是和肌肉差不多的东西。”也就是说 ,大脑的结构是一直随着时间而变化的 ,在成年期间也一直在增大。原来通常都认为大脑在 2 0岁以后停止生长了 ,但巴特克斯及其同事对 70名年龄介于 1 9岁至 76岁的人进行核磁共振检查 (ＭＲＩ)后发现 :大脑白质区一直要到 4 0岁左右才停止生长 ,尤其是在大脑圆形突出部和…     

计算神经科学

计算神经科学的最终目标,是要阐明大脑是怎样使用其电信号和化学信号来表达信息、处理信息的。这一目标并不是新近才提出来的,但在近10年内,它在许多方面已经发生了变化。神经科学的进展,使我们现在对大脑有了更多的了解;更强有力的计算装置的出现,使我们能够对神经系统进行真实的仿真研究;对一些大规模神经元网络简化模型的研究,使我们得到了许多新的真知灼见。人们利用脑模型,正在把通过分子、细胞技术获得的微观水平上的知识与通过行为研究获得的系统水平上的知识联系起来。     

鼠脑更像人脑

最近,美国哈佛医学院的科学家利用基因工程使得老鼠的大脑变大,看起来更像是人脑。虽然这种做法是否会促使老鼠变得更聪明还不得而知,但至少有一点值得一提,那就是一种基因竟然对老鼠的大脑产生如此巨大的影响,这令研究人员始料不及。     

大脑是如何识别错误的？

美国田纳西州范德比尔特大学的研究人员研究最近通过实验观察到了大脑的“领悟”中心———即在大脑做出错误判断时被激活的一串神经细胞。负责该项研究的沙尔 (Ｓｃｈａｌｌ)博士认为 :对大脑这一区域的研究阐明了大脑如何对其自身进行调节 ,可以使人们更好地了解损害人的控制思维及行动能力的疾病 ,比如精神分裂症。研究人员对两只短尾猿猴做了一系列“停止任务”实验 ,以观察大脑的活动情况。他们让短尾猿猴坐在一台屏幕中央有一亮点的计算机前 ,并记录猿猴眼睛的运动情况。开始不久 ,屏幕中央的亮点消失 ,而在屏幕边缘出现另一个亮点 ,…     

奔向公元十万年（下）

坚守还是改变 在未来的3万年甚至10万年里，我们的身体和大脑会发生什么变化？我们的样子会和现在一样吗？假若你相信某些未来学家的话，他们会告诉你，我们将最终变成机器人。当然，这是一种生物机器人，和纯粹的机器人不一样。这些科学家说，未来的人类有可能成为由微电子和生物体组成的结合体．它可以是具有人类大脑功能的机器。亦可以是具有电子大脑的肉身。事实上。在今天，这样的结构已经出现了某种雏形，例如美国南加利福尼亚大学的科学家们制造出了一种电子芯片．它可以替换人类大脑里负责控制短时记忆和空间知觉的海马体。在人类的大脑中，海马体经常会因老年痴呆症和中风受到损伤，而这种芯片就相当于一个人造的海马体。它可以帮助患者维持正常的大脑机能。     

以新的视角研究大脑

<正>我们正在进入脑科学的黄金时代,至少在资金方面是这样的,包括一些尚未理解透彻、但与此相关的课题都会有相应的经费投入。2013年,欧盟和美国都宣布独立开展对人类大脑的长期研究计划,即在未来十年内向神经科学领域注入共计20亿美元的研究经费(大脑中的每个神经元将能分摊到2美分以上)。可以看好的是,在不久的将来,研究人员将在大脑研究上取得飞跃式的进步,这种进步最终能使精神疾病得到更好的治疗,这也是研究经费投入的意义所在。     

大脑里发现新物质

最近,科学家在研究人类大脑时,发现了不少新物质,为解开人体之谜增添了科学依据。记忆物质为什么有的人会记忆过人?美国科学家最近揭开了大脑记忆的奥秘。他们发现了人们对过去事情的记忆,完全取决于大脑中的化学物质——钙尔贝。     

注浆法处治高填方路堤下沉病害的研究

肥胖,已经成为当今人类的大敌。因此,减肥成了许多科学家的研究课题。研究表明,当我们坐在餐桌前,指挥我们用餐的是大脑,而不是嘴巴,大脑是主宰我们饮食行为的控制塔。     

大脑3D透视图涵盖所有基因组

不久前,美国科学家绘制了一个交互式综合"大脑图谱",并已上传到网上(网址为http://human.brain-map.org),以便帮助世界各地的科研人员开展神经学研究人类染色体组里有超过2万个基因,大约84%活跃在人类大脑中。为了绘制这一图谱,科学家对3位男性死者捐赠的大脑切成小块后逐一进行扫描,记录下2万个基因的活跃水平。他们的下一个目标是扫描一位女性的大脑,看看其与男性大脑有什么不同这一由美国西雅图艾伦脑科学研究所绘制的大脑图谱,旨在希望其他研究人员把他们通过大脑扫描和遗传研究获得的发现与之进行比较,以     

社会经济地位对大脑结构与功能的影响

社会经济地位(socioeconomic status, SES)与大脑结构和功能的关系对于理解社会经济因素对心理行为的影响以及预防大脑和心理疾病具有重要意义.在过去十多年中,研究者使用认知神经科学的方法对SES与大脑的关系进行了探索,发现SES与大脑结构和功能之间可能存在相关性,但这些研究的结果却不完全一致.本文从大脑结构与功能两个层次出发,按照认知与情绪两大主题对SES与大脑关系的认知神经科学研究进行回顾,在此基础上对比不同研究结果的异同之处.结果发现:(1)在脑结构上, SES水平与海马体(主要负责记忆)、前额叶(参与执行功能等高级认知过程)及皮层下结构(主要包括参与情绪加工的杏仁核等结构)可能存在相关;(2)在脑功能上,不同SES水平的个体在进行执行功能、学习和记忆等相关任务时,大脑活动模式可能存在差异,同时正性与负性情绪刺激所引发的大脑活动在不同SES水平的个体上可能有所差异.值得注意的是, SES与大脑关系的研究中还面临着诸多挑战,如SES测量的复杂性和全面性、大脑结构与功能自身发展和测量的复杂性、SES影响大脑机制的多层次性等.未来的研究需要应对上述的挑战,同时考虑文化差异等影响,从而能够更准确地理解SES与大脑的关系,并为中国社会治理政策提供指导.     

人的记忆,真的存在大脑里吗

千百年来，人类始终没有放弃对自身，特别是对大脑奥秘的探索。而在过去，人们一直认为记忆只能储存在大脑里。但美国阿拉巴马州立大学的教授柯特利&#183;米勒和戴维&#183;斯维特在研究中却发现，记忆很可能并不是由大脑来完成，而是存储在DNA的基因中。当细胞分裂时，这种“细胞记忆”将被传递下去形成我们的记忆。而这种观点，在人体器官移植方面可得到一定的佐证。当某个器官被移植到另一个人身上之后，器官中储存的信息就会同时被转移，这些器官包括有心脏、肾脏、肝脏，甚至是骨髓和肌肉……     

大脑里的天才按钮

人类的大脑一直是科学家研究的重要领域。脑科学家们公认,人的大脑还有大量的潜力可挖。不久前,美国加利福尼亚大学的布鲁斯·米勒博士在人的大脑内成功地发现了“天才按钮”。米勒对72名因各种原因使大脑受过损伤的病人进行研究,发现了一个规律:一旦人的右颞下受过伤,就有可能变成某个领域的天才。比如,一名9岁的男孩在部分大脑受损后,竟成了一名天才的力学专家;还有一位56岁的工程师,大脑右半球皮质的部分神经元因病受到损伤后,却激发出了绘画天分,成了一位大画家。米勒博士认为这是因为受损神经元坏死后,大脑“天才区”长期被压抑的天分…     

艺术创造力与大脑

在《物种起源》一书中查尔斯·达尔文 (CharlesDarwin)谈到 ,作为决定进化的主要因素之一 ,可变性在进化最快的组织中是最大的。人类的大脑是进化最快、可变性最大的器官。目前 ,我们不能将这种可变性归于大脑中某一确定组织或部分。然而 ,我们可以通过智力、敏感创造力和技能等之间的巨大差异推断这种可变性。艺术是可变性的一种表现 ,所以研究艺术的神经学将不仅阐明主观性最丰富的来源 ,而且还解释了创造和欣赏的可变性的决定因素 ,从而阐明人类大脑的一个最重要的特征。     

绘制三维大脑解剖图

大脑是人体最复杂的器官,至今还有许多未被认识的领域.尽管科学家们对大脑的研究已有几十年的历史,但大脑内有些不同区域的解剖边界还没有被绘制出来,我们需要的是一张真正详尽的大脑解剖图.目前西雅图的Allen脑科学研究所正在从事这方面的工作.　　这个研究所是微软公司的合伙创始人PaulAllen去年出资1亿美元建立起来的,其首要任务就是要绘制出一张命名为Allen的大脑解剖图,这张带有基因表达的大脑三维图像以显示出哪个神经细胞制造那些神经传递元和其他化学物质,从而有助于划分大脑的功能区域.　　Allen小组的科学家们用老鼠的大脑做实…     

警惕化学污染入侵大脑

早在多年前,我们就已经知道,铅会严重损害儿童早期发育。如今科学家研究发现,我们孩子们的大脑正在接二连三地受到其他多种常见化学物质的＂狂轰滥炸＂？？卡洛斯·贾西诺是在美国哈德逊河附近的哈莱姆长大的,像其他孩子一样,在附近滑旱冰,吃麦当劳,和小朋友一起闲逛。但他当时并不知道,在哈莱姆,30%以上的孩子患有哮喘,是美国哮喘发病率最高的地方之一。     

大脑的可塑性

大脑可塑性,也称神经可塑性,是指大脑所具有的识别建立在新的经历上的神经通路的能力。如我们所知,我们通过别人的指导或自己的亲身经历获得知识和技能,为了学到和记住这些,大脑必须具有代表这些新知识的永久的功能改变。大脑所具有的这种伴随着学习过程而不断改变的能力就叫大脑可塑性。