人脑组织的结构机能

近年来,人们对大脑的研究越来越关注,因为通过对大脑深入而系统的研究,将为弄清脑机能,如睡眠、记忆、做梦、思维……打开广阔的前景。这里四篇文章,“人脑组织的结构机能”是篇综述,介绍了有关脑科学的主要研究课题和研究方向。其余三篇,从睡眠、记忆和梦的一个侧面论述大脑的功能和作用。使读者可以对脑科学有一个比较全面的认识。     

脑科学的新手段新技术:信息+系统+智能视角

随着各种测量大脑活动与行为的新技术、新手段的出现,脑科学研究得到了快速发展,脑科学与信息技术的深度结合正成为未来发展的重要趋势与研究热点.本文从信息视角、系统视角和智能视角对脑科学研究与信息技术交叉融合进行了若干思考,并提出一些见解.     

心真的在大脑吗

脑科学告诉我们:心在大脑。但实际上即使在科学工作者之间对此也是众说纷纭。这也许是因为人们不能实际感受到脑神经组织的复杂。确实,很难相信那么一个软绵绵地、重量约1.5千克的灰色团块能支持心这样极其复杂的系统。可是,别小瞧这个灰色团块,它的复杂简直令人难以置信,几乎让人怀疑人是否能完全理解它。 有位科学家“饲养”了一些鼠的大脑皮质细胞进行研究,虽然数量     

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心

正中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(以下简称"中心")是中国科学院依据"率先行动"计划,在脑科学与智能技术领域设立的卓越创新中心,成立于2015年6月。中心聚焦脑科学与智能技术若干重要前沿方向,以重大科研项目为牵引,结合"创新2020"和"一三五"战略规划,凝聚并稳定支持脑科学与类脑智能领域最具创新活力的优秀人才和创新团队,通过建立符合未     

脑电波的前世今生

人的头皮上可以通过电极采集到电信号。这些电信号是非常微弱的,只有几十微伏。1924年德国医生Hans Berger首次在人头皮上记录到这种信号,并将其命名为electroencephalogram(EEG)。如今,脑电图已经成为医院的常规检查之一,更是脑科学研究中独特的研究工具。本文简要介绍了脑电信号的发现、发展以及主要应用,并讨论了脑电信号未来的研究方向和可能的应用前景。     

从配角到明星——浅谈脑内胶质细胞的功能

人类智慧之所以能够不断探索、改造甚至创造着世界,得益于人类中枢神经系统(包括脑和脊髓,俗称脑)无与伦比的发达、精巧和复杂。然而,人们对于脑,我们自身机体中最重要、最复杂的系统却有着太多的未知之迷。脑的奥秘始终是自然科学中最具挑战性的问题之一,甚至被认为是自然科学的“最后的前沿”。而神经科学(又称脑科学)正是以揭示脑的奥秘为目标的生命科学中年轻而蓬勃发展的学科。     

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.     

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…     

"大科学"计划之一--跨部门太空脑科学实验计划

跨部门太空脑科学实验计划是美国国家科学基金会(NSF)为响应美国议会提出的“人脑十年”而组织的国际合作计划。它的原形是1998年4月美国航空宇航局的一个任务，主要是研究动物和人类神经系统以及在太空飞行中的反应。现在，由多个国家和美国多个部门参与的人类和动物在空间微重力等条件下的神经科学实验和数据分析正在展开。     

动物的求爱艺术

在自然界中,动物求偶的形式是多种多样的,复杂的求偶可以持续几个小时,甚至几天。求偶常常以奇特的动作、炫耀鲜艳的色彩和发出复杂的声音而引人注目,这是因为求偶的一个重要功能就是吸引异性。通常是雄性吸引雌性,也有些动物是雌性吸引雄性,如雌蛾就是通过释放性信息素吸引雄娥。鸟类具有极好的视觉和听觉,但嗅觉不发达,     

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     

脑科学的革命性技术

正脑科学的研究希望解密大脑的终极秘密,比如我们为什么能学习记忆,为什么能思考,为什么有意识等等。自从脑科学诞生以后,我们基本弄清了大脑是由千亿个神经细胞(也叫神经元)组成的。我们也弄清了神经元传递信息的奥秘,由化学物质在细胞膜之间的传递产生了电冲动,编码了神经元将大千世界信息变成简单的电活动。但是,当我们完成了将神奇的大脑分解为一个一个神经元的工作之后,我们     

动物的求爱艺术

在自然界中,动物求偶的形式是多种多样的,复杂的求偶可以持续几个小时,甚至几天.求偶常常以奇特的动作、炫耀鲜艳的色彩和发出复杂的声音而引人注目,这是因为求偶的一个重要功能就是吸引异性.     

跨学科开启头脑风暴 促进脑科学交叉与融合

<正>成为领跑者,就要有更多科研无人区的“探险家”.脑科学是自然科学领域重要的前沿学科,类脑技术已经成为当前国际科学研究的热点,被各国视为未来经济增长点和引领新科技发展的引擎.国家“十四五”规划明确提出重点布局脑科学与类脑研究等重大研究领域,国家科学技术部于2021年正式启动了“科技创新2030-脑科学与类脑研究”重大科技项目.为推动中国脑科学与类脑研究及在大湾区推动脑科学与类脑研究产学研融合示范,     

游遍银河系

直到20世纪20年代，天文学家才开始意识到：我们的太阳和其周围的恒星构成了一个“宇宙岛”，而在宇宙中像这样的“岛”多得难计其数。如今，随着过去几十年中天文观测技术的日新月异，人类对自己所在的“宇宙岛”——银河系的地理状况越来越热悉。我们已经知道，在银河系中，至少有1万亿个星球、数十亿个奇异的行星系统、100万个黑洞和一个喜怒无常、独霸整个银河系的超级黑洞。现在，就让我们用想象力来做一次银河系的“大自然探索之旅”。     

超级电容器在器件设计以及材料合成的研究进展

便携电子产品的快速发展以及可再生能源系统的日益扩大,意味着储电系统将在人类社会中扮演着越来越重要的作用.近年来,新一代的超级电容器在材料合成、器件的设计组装以及多功能器件的设计等方面取得了许多重大突破.因此,本文将从新材料的合成、新设备的设计组装以及多功能器件的研发等方面对超级电容器的最新研究进展进行总结.首先,对不同结构的超级电容器及其性能进行详细地讨论,包括三电极(也称半电池)装置、两电极超级电容器、柔性固态超级电容器、纤维超级电容器以及微型(平面)超级电容器等.通过对文献的综合分析,突出介绍了超级电容器的设计原则;其次,对一些新兴电极材料的研发及其储电性能进行了讨论,包括碳材料、双金属氧化物(NiCo_2O_4, Ni_3V_2O_8, Co_3V_2O_8等)、过渡金属硫化物/硒化物/磷化物等正极材料以及VN, Fe_2O_3等负极材料;最后,对下一代的多功能超级电容器,包括自愈合超级电容器、自充电超级电容器、全方位-自适应-自充电超级电容器等器件的研究进展进行总结,概括这一新兴技术领域的未来发展趋势及其关键技术挑战.     

大脑的神经、计算与认知研究及其关系(二)——计算神经科学

现代脑科学在观念上最重要的进展发源于计算机比喻。计算机比喻是这样一种看法:大脑与计算机一样,也存在硬件与软件两个层次,因而模拟大脑的功能只需设计不同的程序。这种看法已被超越,但它的一个较弱的观点——脑比喻,则已成为现代脑科学的     

模糊数学在煤炭工业中的应用综述

一、引言在我国,作为能源工业第一位的煤炭工业是国民经济的一个重要部门,煤炭紧密联系着国计民生,关系着四个现代化的进程。煤炭工业生产是由地质勘探、矿井设计、建井、开采和加工洗选等环节构成的一个十分复杂的系统,而复杂系统是难以精确化的,伴随着不同程度的模糊性,这就给煤炭科学技术的研究带     

金融物理学:一个简单的综述

金融物理学是用统计物理、理论物理、复杂系统理论、非线性科学、应用数学等的概念、方法和理论研究金融市场通过自组织而涌现的宏观规律及其复杂性的一门新兴交叉学科。简言之，金融物理学家将金融市场看作一个复杂系统，把其中的各种数据如个股价格、指数、房价等看作是物理实验数据，力图寻找和阐释其中的“物理”规律。[编者按]     

基于热电转换的超级电容器性能及应用研究进展

超级电容器是一种具有良好应用前景的储能器件,因具有优良的电化学性能以及可进行便捷的热电转换而被广泛应用于电子产品、汽车制造等领域.本文基于超级电容器热电转换功能,简要介绍了超级电容器的种类及工作过程中发生的热诱导效应,综述了在热电转换时超级电容器性能的研究进展.最后,总结了超级电容器在热电转换方面的应用并对其发展方向进行了展望.