欧洲人脑计划:志在先声夺人

<正>欧洲启动的大科学项目"人脑计划"主要是以模拟人类大脑功能之研究目的,不管它最终能否实现这一目标,这一计划都将为神经科学研究提供更多的帮助。从大型计算到成像技术,技术的日新月异使得我们可以想象,总有一天我们将了解人体最复杂的器官——大脑——是如何工作的。     

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。     

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     

人类神经元 发现"微型计算机"

正仅仅依靠输入电缆,人类神经元就可以完成以前只能在整个神经网络中看到的复杂逻辑计算。这里重申一下:人类的神经元远比我们最初认为的更强大。如果深度学习算法——一种风靡全世界的、基于大脑的人工智能方法——能备受关注,那么人类神经元也可以。这些都是非常规的,带有火药味儿的话。70年来,神经元一直被认为是大脑的基本计算单位。然而,根据2020年1月发表在《科学》杂志上的一项新研究,我们大脑皮层——大脑最外层的"硬壳"——中的神经元,似乎已经以一种独特的进化来维持它们的输入电缆中难以置信的复杂计算。这就好像有人最终找到了证据,证明了计算机的电线实际上是由微型处理器组成的,在将结果发送到CPU之前,每个处理器都执行计算。这很奇怪,也是有争议的。然而,这也是首次在人类神经元中发现的事实。     

改变我们生活的十大新兴技术（下）

5.为揭示脑内神经网络开启机遇之门 大脑是人体和动物最精密的器官，人类对于它的探索从未停止过。如何清晰地显示大脑复杂的细胞构成，让更多人对大脑的结构有根本的认知，同时让科学家能更清晰地观测到脑细胞的变化过程，是有待于各国科学家攻克的难题。现在，人类凭借着先进的科学技术．已能深入探知大脑内的神经网络的奥秘。     

大脑与记忆

有人说过,人的任何知识说到底都是关于记忆的知识;而记忆则是大脑的功能之一。人脑的功能是世界上最复杂最高级和最完美的活动,对大脑功能的破译和模仿将会使人类社会的发展产生质的飞跃,比如ＩＴ行业的智能计算机,智能机器人等。但是迄今人类对大脑的认识仅限于皮毛,其中大脑与记忆的研究稍稍有一些内容。     

制造大脑的人

八年前,一组研究大脑的专家们作出判断,探讨人体最复杂的器官的功能的最好方法,就是试验把大脑的一部分在计算机中“培育”。这个试验和它产生的关于大脑功能的新奇理论可能象相对论使物理学发生巨大变化一样引起神经科学的彻底革命。科学家们已制造出塑料心脏,并把肌肉细胞在培养皿中培养。但是能模拟的大脑的一部分在计算机中培     

人脑之谜种种

人脑是目前已知宇宙间最复杂的系统 ,其功能活动在很多方面还是未解之谜。有人提出 ,2 1世纪是生命科学的世纪。揭示人脑的奥秘是当今生命科学面临的重大挑战 ,也是心理科学研究和探讨人类学习和记忆的重要课题。感觉与传导感觉与传导是人和动物共有的生命本能 ,是大脑对客观事物作出的具体反应。大脑结构本身并不复杂 ,它分左右两个半球 ,由中间的脑桥和延髓连接着脊神经。从脑本身发出的神经有 1 2对 ,接受头面部的感觉与传导 ;脊髓神经有 3 1对 ,接受躯干部位的感觉与传导。大脑就如一个通讯控制中心 ,而连接控制中心的是各个组织机构之…     

脑的知识——老化的脑和痴呆的脑之区别

脑的组织 脑由神经细胞、神经胶细胞、血管组成。脑是神经系统的中枢,是思维活动的摇篮,是人体的最高司令部。人的一切活动都是在大脑的指挥下进行的。人的大脑形状就像核桃仁那样,由两个不完全分离的大脑半球组成。这两个大脑半球扮演不同的“角色”,左脑半球接收来自人体右侧的感觉、视觉等,并控制人体右侧的动作,此外,还有语言、概念、计算、分析、逻辑、推理等功能;右脑半球则接收来自人体左侧的感觉信息,并控制人体左侧的动作,还具有音乐、绘画、空间几     

创造天才

聪明睿管是人类不懈追求的目标之一。人人都希望自己能成为天才,但怎样才能成为天才,则历来众说纷法。毋容置疑,天才是由脑功能所决定的,为此,科学家对脑科学的研究乐此不疲。事实上,人类对脑的认识至今仍很肤浅。人脑是世界上最复杂、最精巧的生物机器,是几百万年进化的产物。外观上人脑并不复杂,大致呈球状,乳白色,由大脑半球、小脑、脑干组成表面。大脑半球表面有许多沟裂,因此看上去皱巴巴的。不同个体之间的大脑重量没有多大差别,平均1．3千克左右,占人体总重量的不到2．5％,但消耗的热量却占人体消耗总能的20％。在显微…     

新科技能让大脑变得更聪明吗

<正>让大脑变得更完美,是几个世纪以来人类最美好的幻想。我们一直坚信,我们只利用了"10%的大脑",绝大部分的大脑潜力还未开发,我们希望未来人类大脑要比今天更强大。随着科技的进步,人类对大脑神经系统的了解日益加深,一些能够让大脑变得更聪明的新科技也正在从科幻走向现实。个性化智能药丸从某种意义上来说,我们已经生     

辟谣

<正>谣言吃鱼眼能明目。真相眼睛是人体最重要的器官之一,是由眼球及其辅助结构组成的,它负责接收光线并在大脑内形成影像。眼睛是一个非常精细的器官,可以在不同的环境下改变自己的形状,使得人类在复杂的环境中获取正确的信息。所以,保护视力是十分重要的。     

巨噬细胞——身体里的食“废”者

正在我们生活的城市里,每天都能见到环卫工人劳作的身影而在我们的体内,也存在着这样一群"看不见"的"环卫工人"从大脑到血液到骨骼,在我们身体的各个角落,都有"专职"的巨噬细胞为我们清除垃圾。巨噬细胞是人体中的垃圾吞噬细胞,也是免疫系统的重要组成部分,它们吃掉的是我们血液中的病原体,肌肉和骨骼中坏死的细胞,以及肺部的尘埃。巨噬细胞的形状像个小小的荷包蛋,它们其实是一组复杂而多样化的细胞。小小的巨噬细胞能够延伸     

充满谜团的神秘王国——大脑

人类的大脑是生命进化史中的一个顶峰,是世界上最复杂、最高级、最神奇的器官,但也是一个充满谜团的神秘王国。就像智力、意识、睡眠和其他更多的东西,都是人类至今也没有解开的谜团。     

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,     

超级计算机复制人类大脑——记神经学家亨利·马克拉姆团队的人脑工程构想

马克拉姆团队意欲在2018年之前开发出具有意识和智慧的人造大脑●神经学家亨利·马克拉姆坚称,如果神经科学能按他设计的方向发展,他的"人脑计划"可以模拟人类大脑全部860亿个神经元,以及将这些神经元连接起来的100万亿个神经突触的功能,届时可建成一个"即插即用"的大脑:可以把它拆分找出脑部疾病的原因,也可以结合机器人技术开发一系列全新的人工智能技术,甚至还可以戴上一副虚拟现实眼镜以体验"另类大脑"的神奇。     

人体部件的替换修补

生命活动是宇宙间最奇妙的现象之一,而一切生命结构中最最复杂的又莫过于人类的身体了。有趣的是构成人体的各个部件——内脏、器官和组织虽然十分精密,但却又可以人为地加以改变、取代,甚至完全去除。     

充满谜团的神秘王国——大脑

人类的大脑是生命进化史中的一个顶峰，是世界上最复杂、最高级、最神奇的器官，但也是一个充满谜团的神秘王国。就像智力、意识、睡眠和其他更多的东西，都是人类至今也没有解开的谜团。[编者按]     

脑神经活动光学显微成像技术

大脑包含数亿至数千亿的神经元以及更为复杂的神经突触连接网络,是生物体中最复杂的器官.脑科学是21世纪以来最重要的前沿新兴学科之一,它的兴起标志着人类在认识自我、探索智慧和意识的本质中进入了一个新时代.在活体中对大脑神经活动进行长时间、大视野、高时空分辨率的观测,是解析大脑功能的关键.光学显微成像技术以其时空分辨率高,光学探针的特异性和多样性等优势,成为了脑神经活动研究的重要工具.针对大脑的高度散射、高速神经信号传递、超大神经元规模、精细突触连接结构等特性以及自由活动动物的脑神经活动观测需求,本文将从超深、超快、大视场、超分辨、微型化5个发展方向,概述包括多光子、红外二区、光声、光片、结构光以及自适应光学在内的多种光学显微成像技术在脑神经活动显微观测领域的发展进展及前沿动态,并展望脑神经活动光学显微成像技术的未来发展方向与前景.     

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