科技掠影

加州大学圣地亚哥分校(UCSD)网站的科技新闻频道最近发布了该校科学家获取了脑细胞的生动图像,表明对于各种外界刺激形成临时性记忆和永久性记忆确实在大脑神经元产生不同的结构变化。这一研究成果证实了科学家长期以来有关长期和短期记忆具有不同神经元结构的推测。这项研究是由UCSD的生物学和物理学部的研究人员完成的。2001年11月30日出版的细胞(Cell)杂志(双周刊)发表了这一研究成果的论文。此前,虽然一直有一些提示性证据表明不同的记忆方式具有不同的神经元结构,并且许多人认为在脑中会发     

关于单层神经网络结构特征的一个结果

目前有许多神经网络模型以 Hebb 规则做为学习的基础.在 Hebb 规则中不包含神经元的几何结构信息.但对点数相同的二维点阵和一维点阵,大脑易于记忆二维点阵,因为它有更多的几何结构特征.Kohonen在中论述了生物神经网络的结构特征.本文在Hopfield 网络中引入几何结构信息,对其联想记忆过程做了理论分析和实验研究,试图研究单层神经网络的结构特征对联想记忆的影响,并探讨实现局域连接的可能性.1 Hopfieid 神经网络模型及结构信息的引入Hopfield在文中提出了一个神经网络离散模型.此模型中包括 N 个神经元,它们     

小鼠海马神经网络对情景体验进行实时编码的功能单元的发现与鉴别

为了在神经网络层次上研究大脑对情景记忆信息实时编码的原理,我们创制了96通道微电极阵列系统．利用该系统,在小鼠经历惊吓事件过程中,对其大脑海马区多达260个神经元的放电活动进行了同步观察和记录．我们发现,惊吓情景刺激促发了小鼠海马CAI区神经元的放电模式发生改变,且这种改变与惊吓事件的特性及发生环境密切相关．运用统计学中的模式判别法。这些神经元的放电活动在低维空间形成了明显的集群式编码模式．进一步运用“移动窗口扫描”法,我们不仅能观察到神经网络实时编码的动态变化过程,而且能追踪惊吓事件之后记忆痕迹在神经元网络上的再现轨迹及次数．我们的分析表明：大脑海马CA1区神经网络的编码能力来自于由一系列神经元簇组成的功能性编码单元,神经元簇中的各神经元个体通过协同放电,从而克服了单一神经元放电的随机可变性,使对外界信息的实时编码获得稳定的高信噪比．这些功能性编码单元集群的激活形式能转换为具有实时性的一串串二进制数码,这一转换使不同动物大脑对各种行为事件获得了简明而通用的分类与编码．     

科学家将人类大脑胶质细胞植入老鼠大脑

<正>美国科学家将人类大脑胶质细胞植入老鼠大脑,可替代老鼠大脑相同类型的细胞,使老鼠变得更聪明,尤其在记忆和认知方面。腾讯科学讯据国外媒体报道,目前,科学家最新研究发现,注射人类大脑细胞的老鼠将逐渐长出"一半人类大脑",使它们比同类更加聪明,在记忆和认知方面表现突出。研究人员称,对小老鼠注射一种未成熟的人类大脑细胞——胶质细胞,将导致它们的大脑变得特殊,像人类大脑一样聪明。人类大脑胶质细胞可支持大脑细胞发育,形成大脑细胞结构,供     

尖新科技

美国脑细胞异常导致癫痫症美国科学家在最新一期《自然医学》杂志上报告说,研究表明,引发癫痫症的最根本原因是大脑中的一种胶质细胞出现了异常,而不是像此前所认为的神经细胞活动异常。癫痫症是大脑中的化学物质谷氨酸盐引发神经细胞出现毫无控制的活动,造成患者意识停滞或丧失的一种病症。神经学家普遍认为,癫痫导致大脑中异常的星型胶质细胞也就是反应性星型胶质细胞增多。正常的星型胶质细胞维持大脑正常的化学环境,而当这些细胞膨胀、体积变大后,就无法发挥这种“管家”的作用。星型胶质细胞是大脑中一种主要的细胞类型,因为它不参与大…     

科学触角

记录梦境有望变成现实美国研究人员莫兰·科夫博士表示,他计划利用电子设备记录和解读人们的梦境。在发表于《自然》杂志的论文中,科夫领导的一组科学家称他们已经开发出一个能够记录更高一层大脑活动的系统。他说:我们希望‘阅读'人们的想法。这一项目的最终目的是开发出一个系统,能够让心理学家通过比较有关大脑活动的电子可视化信息证实人们对梦境的记忆。科夫指出,个体脑细胞(神经元)的活动与特定的事物     

科学触角

记忆存储的位置美国麻省理工学院的研究人员发现,记忆是存储在大脑的特定细胞(神经元)中的。他们通过触发一小丛神经元,可以让小鼠唤起特定的记忆。相关研究3月份在线发表于《自然》(Nature)杂志上。激活单个的神经元需要有特殊的方法,因为神经元非常小,你不可能在上面接上电极。研究者采用了光遗传学(Optogenetics)的方法,通过对细胞的基因进行改造,使之对光敏感。然后,就可     

古稀之年犹长脑

最近，美国、瑞典的科学家首次发现成年人即使到六七十岁，大脑仍会长出新的神经元（脑细胞）。总部设在美国加利福尼亚州的脊髓灰质炎生物研究所和瑞典哥德堡萨尔格伦斯卡大学附属医院的科学家在《自然医学》杂志上撰文说，他们在患者脑部的一个小小区域──海马状突起处发现了这种新生的神经元。这里处于人脑深层，对于人的学习和记忆能力非常重要。新生的神经元能使大脑恢复部分功能。这一发现否定了此前科学家关于成人脑细胞损伤后就不能再生的定论，它不但为脑疾病和脑损伤的治疗带来新的希望，而且还可以鼓励上了年纪的人：你们仍有上…     

勤用脑利于长寿

最近，美国、瑞典等国的医学科研人员利用核磁共振造影（ＭＲＩ）技术，通过对年龄为１９～７６岁的人的脑部发育情况所进行的测量，发现接受实验者的脑部发育状态平均可以持续到大约５０岁，即使到了６０、７０岁以后，成年人的大脑仍然还会长出新的脑神经元（也就是脑细胞）。他们在受测者脑部的一个小小区域──海马状突起处，发现了新生的神经元。这些新的神经元能够使大脑恢复其已经部分消退的功能。海马状突起处于大脑深层，对人的学习和记忆十分重要。这一发现否定了以前医学经典认为“人脑的发育到了２０岁就己定型，此后大脑就开始…     

细胞式神经网络中的通用性与突发计算

细胞神经网络（CNN）在20世纪80年代末由美国加州大学伯克利分校的Chua和Yang提出，从实现各种微电子与毫微电子技术的角度来讲，它是一个极有吸引力的计算结构。细胞神经网络的范例包括了细胞自动化特例，此外它从神经计算领域中借用了许多思想与技术。细胞神经网络中的计算可以如同大脑一样，而不是依据微处理器总体结构的计算。     

关于老年人脑细胞生长的争议

正"美国研究人员发现,老年人仍能长出新的脑细胞,且生成速度与年轻人一样。这一理论让科学界大为震惊,自然而然也饱受质疑。"在科学界一般认为人类在青少年(13岁左右)前会处在脑细胞的快速生长期,这个时候新的神经元的出现会直接代替旧的神经元,因此保留在那些旧神经元上的记忆便会消失。而在人类过了青少年阶段后,人类的脑     

一个大脑学习与记忆的现实性神经网络模型

现实性神经网络是相对人工神经网络而言的，它与人工神经网络相比，更接近真实的生物神经网络，大脑学习与记忆的功能及特点，一直是许多学科研究的热门话题。建立一个关于大脑学习与记忆的现实性神经网络模型，将为研究大脑学习与记忆的功能、特点提供十分有用的工具，并有助于进一步理解大脑高级功能的机制。针对大脑学习与记忆遥特点，着重考虑了3个方面的问题：1）如何使模型既具有稳定性又具有可塑性；2）如何使模型的学习与记忆具有条件性；3）如何使模型学习与记忆具有一定随机性。通过数学分析及模拟实验表明，模型能较好地反映大脑学习与记忆的主要特点，如神经联系的条件性（强化则巩固，不强化则衰减），大脑活动的随机性等，并简略地反映了DNA－RNA－Protein系统对记忆的意义。     

一类神经网络模型的稳定性分析

本文研究一类神经网络模型,它包括Hopfield神经网络和细胞神经网络。我们从神经网络的互连矩阵以及神经元的输入输出激励函数出发,利用Lyapunov函数的方法讨论了平衡点存在唯一和稳定性的条件。     

获得更高成像时空分辨率——可遗传编码的神经递质/调质荧光探针评述

大脑是人体的最高指挥官,它是如何指挥人体维持心跳、血压等基本生理功能的,又是如何实现情感认知和学习记忆等高级功能的,一直是神经科学领域亟待解决的问题. 已知大脑中成百亿神经元之间形成的复杂网络是其发挥功能的结构基础,而在神经网络中担任主要信息传递作用的是化学突触以及对应的神经递质/调质.神经递质/调质通常从突触前膜释放...     

吸毒者有哪些特征？应该怎样才能戒毒？

正吸毒者生活节奏混乱,作息时间不正常,要么几天几夜不睡,要么一睡就是一整天,无故旷工旷课,经常迟到早退,工作业绩和学习成绩突然下降。毒品是通过直接作用于大脑的中枢神经系统导致成瘾的。"中枢神经系统"是人类精神活动的物质基础,长期使用毒品导致大脑中枢神经系统功能与结构发生改变。     

国家自然科学基金重点项目“大脑皮层中兴奋和抑制的动态平衡机制研究”介绍

<正>大脑皮层是由神经元通过突触连接形成的超级神经网络,网络中的各种神经环路是实现大脑认知活动的功能模块。皮层网络主要由兴奋性锥体细胞和抑制性中间神经元组成,这些神经元介导的兴奋性和抑制性信号是相辅相成的,两者间的平衡是大脑发挥正常功能的前提,当平衡被打破时会导致皮层网络活动异常以及脑疾病的发生,如焦虑、精神分裂症、癫痫等。因此,研究大脑皮层中兴奋和抑制的动态平衡机制对了解正常脑功能的神经基础和     

电磁场耦合忆阻神经网络的放电模式及同步行为研究

神经元电活动依赖于外界刺激及其感应电流,而细胞内部离子穿越细胞膜会诱发时变磁场。此外,每个细胞膜表面都被视为具有复杂电荷分布的带电体,会产生感应电场。因此,在传统的神经元模型中引入电磁场变量并研究电磁场耦合对神经网络集体动力学行为的影响具有实际意义。本文提出一种考虑电场和磁场的神经网络模型,其中采用磁控忆阻器模拟细胞内的电磁感应效应,描述磁通量和膜电位之间耦合。通过数值仿真研究电磁感应对神经网络的放电模式转换以及网络同步行为的影响,发现电场和磁场感应可以诱导神经元电活动模式发生转变,还发现突触连接的增强更能促进神经网络同步行为。本文考虑电磁场对神经元的作用,研究结果可望为认识神经系统的信号编码和传播机制提供新的见解。     

运动延缓衰老

正20世纪90年代,研究人员曾公布了一系列新发现,神经科学的基础理论几近因此被颠覆。此前,科学家一直相信大脑一旦发育成熟就会失去产生新神经元的能力。按照这种观点,人类在成年后只会不断失去神经元,而不会再生。可是,越来越多的证据显示,成年人的大脑仍然能够生成新的神经元。其中有一项小鼠实验尤其引人注目。科学家在实验中发现,只是让小鼠在轮子上跑步,就可以促进海马体(大脑中一处与记忆相关的结构)中的神经元再生。     

尖新科技

通常人们认为大脑细胞受损伤后很难再生,其功能也只能由其他大脑细胞代替。美国科学家的最新研究发现,大脑中存在一些“替补”细胞,当大脑细胞受损后可顶替受损伤脑细胞的“位置”。密歇根大学神经学家杰克·帕伦特博士对老鼠进行了研究,结果发现,实验鼠脑中存在着原始神经细胞,它们可以移动到大脑受伤区域,并尝试形成新的神经细胞来代替严重受损的脑细胞。美国大脑细胞具备自我修复能力俄罗斯用色彩描述疼痛俄罗斯医学科学院心理健康中心与卫生保健部反射疗法研究所通过实验研究,开发出利用色彩描述疼痛的方法。通过该方法发现,剧烈疼痛可…     

激活大脑有妙招

<正>大脑是脑的一部分,正中有一道纵沟,分左右两个半球,表面有很多皱襞。利用显微镜,科学家发现人类大脑有无数神经细胞。这些神经细胞又叫神经元,神经元的构造非常精细和复杂,每一个神经元包括细胞体和从细胞体伸出的像树枝一样的突起,大脑中的神经元通过突起相互连接成一个错综