潜入大脑——破解脑秘密的尖端研究

我们的一切活动全都有赖于身体的一个神秘器官“脑”的控制。为了搞清楚这个最重要的器官如何发挥作用，科学家们进行了长期的研究。破解脑秘密的那些一流研究者现在是如何认识脑的活动的，他们又在研究些什么？     

脑机接口:跨越人类语言的鸿沟 当人类不再用语言交流

正"这个水果真甜"!到底有多甜?无论你用多少形容词去解释这个水果的口感,别人都无法切实感受到水果的味道,这不是你的错,这是语言上的鸿沟,而脑机接口能够让人类越过这道坎。大脑是人体最重要的器官之一,几乎所有的高级神经活动都在脑部完成,也是人类与外界进行信息沟通与处理的中枢。而"脑机接口"技术由来已久,该技术是一种研究如何用神经信     

科学智慧面临自我挑战

科学在其发展成熟的过程中,经常面临着退化的威胁。随着时间的推移,这种可能性也与日俱增。如何解决和处理自身发展所带来的退化问题,这便是人类科学智慧所面临的自我挑战。来自脑科学研究领域的挑战人脑作为思维器官,是一切智慧活动的基础。然而,由于人脑结构极其复杂,其功能又和神经细胞的动态活动过程相关,因而过去长时期内被蒙上了一层神秘的面     

大脑、知觉模型和计算机模拟

现代神经生物学的研究表明，大脑的知觉活动可能和脑里神经脉冲的图型有关。为了充分评价这一假设的含义并在计算机上模拟知觉过程，必须研究神经元是如何工作的；它们之间是如何通信的；它们是如何组织成局部的或散布的网络的，以及神经元之间的连接是如何随经验而改变的。     

脑机接口技术及其在智能可穿戴设备的应用研究

0 引 言 人脑作为人体最为复杂的器官,引起了研究人员的广泛关注.1924年,德国医生汉斯·贝格尔发现了脑电波,人们在观察并能够测量到脑电信号以后,就开始注意到意识是可以被转化为电子信号而读取的.随着现代科技的不断发展,大量研究开始着眼于通过合适的分析脑电信号的方法了解大脑活动,从而还原出大脑运作机制.     

P16基因在小鼠胚胎发育过程中的表达

以E9 d龄至E14 d龄昆明种正常小鼠胚胎为材料，利用质粒扩增的、地高辛标记的基因探针在组织切片上进行DNA-mRNA分子原位杂交，研究了p16基因在小鼠胚胎发育过程中的表达.结果表明：p16基因不参与E9和E10 d胚胎发育中的器官原基形成，参与器官的进一步分化成熟过程，这些器官主要有眼、脑、心、肺、脊柱和面颌骨，肝组织的发育与其无关；不同的器官有不同的细胞周期调控机制.     

脑活动的自组织特征研究

大脑的活动规律是神经科学研究的重点和难点之一，揭示脑的工作原理将有助于真正发现自我，大脑是一个高度的自组织系统，其活动有许多固有特征，相应有许多生物物理解释模型，从不同方面刻画了脑功能，建立一个自组织模型，分析表明该模型可以从神经元活动的共性上来解译脑活动的某些一般规律。     

神经免疫调节相关脑区的研究进展

脑和免疫系统具有双向的相互调节作用。脑可以通过HPA轴和对免疫器官的直接神经支配来调节外周免疫功能;外周免疫活动的信息同样可由神经和体液的途径传入脑,如免疫细胞通过激活传入迷走神经或分泌细胞因子来影响中枢神经元的活动。大脑皮层、基底前脑、中脑和脑干中的许多结构都与免疫有关,尤其下丘脑和边缘系统作为神经内分泌和自主神经系统的调控中心,组成神经免疫调节的重要解剖基础。     

2017年脑机接口研发热点回眸

 脑机接口通过解码人类思维活动过程中的脑神经活动信息，构建人脑与外部世界的直接信息传输通路。近年来脑机接口领域发展已经步入快车道，相关技术正在走向成熟，并得到工业界越来越多的关注。本文盘点了2017年度脑机接口在应用系统实现方面所取得的重要成果，介绍了其应用关键技术研究的新进展，展望了脑机接口研发的未来趋势。     

脑益嗪对受前庭刺激家兔的脑血流图功率谱和眼震颤的影响

研究了脑益嗪对受前庭刺激家兔的脑血流图功率谱和眼震颤的影响。脑血流图功率谱的计算机分析表明，有效的前庭刺激可以引起脑血管的紧张，而脑益嗪能够改善前庭刺激下的脑血流状况，并且降低旋转后眼震颤的频率和慢相速度。脑益嗪的药效作用可持续３ｈ，其作用峰值可能在２．５ｈ。实验结果提示：当前庭受过度刺激时脑益嗪可能通过扩张病理收缩状态的脑血管来对抗运动病的发生，同时也不排除其降低前庭器官敏感性的作用。     

英汉壮思维器官跨语言文化比较

思维是人类具有的共同能力之一。不同的民族运用不同的身体的器官来思维和表达情感并形成自己独特的民族文化。对这些文化差异的认知，我们可以通过语言层面做具体深入的分析比较获得。就思维器官跨语言文化比较角度而言，英语民族倾向于用脑智“mind”（脑），汉族倾向于用心智“heart”（心），而壮族则倾向于用喉智“hoz”（throat喉咙，即用喉咙思维和表达情感）。通过跨语言文化比较，可以加深我们对文化差异及文化多样性的认识和理解，更好地进行跨文化交际活动。     

自闭症患者的光学脑成像研究

阐述了新近发展起来的无损光学脑功能成像技术. 通过比较几种常用的脑成像技术, 论述了光学脑成像研究自闭儿童皮层活动的可行性和便利性. 总结了国内外迄今为止利用光学脑成像研究自闭症的初步进展. 最新实验研究表明具有较高自闭特质的儿童，在共同注意任务中其前额叶的血液动力学响应与正常儿童不同. 进一步利用光学脑成像研究脑皮层活动规律及其固有的特征，有望为儿童自闭症的早期诊断提供可靠的客观依据.     

静息状态脑活动及其脑功能成像

目前应用无创性磁共振功能成像技术的脑功能成像研究常把无任务的静息状态作为对照,特定的脑功能区活动是任务状态脑活动与对照状态相减所得.但是近年来研究发现,所谓静息状态时大脑也存在功能活动.显然这种脑活动将会影响与目的任务相关的脑功能成像结果以及对这种结果的解释.因此理解静息状态脑活动及其生理意义,对解释脑功能成像的结果以及全面了解大脑功能具有重要意义.文中就静态脑活动的研究背景、存在证据、活动特点、生理意义及其功能成像研究进展做简要评述.     

6种鲤科鱼类器官质量与体质量的关系

【目的】研究鱼类器官质量随个体质量增长的异速变化及该变化的种间差异,以检验器官尺寸假说。【方法】以鲤科(Cyprinidae)鱼类鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Hypophthalmichthys nobilis)、草鱼(Ctenopharyngodon idella)、青鱼(Mylopharyngodon piceus)、鲤(Cyprinus carpio)和鲫(Carassius auratus)为研究对象,测定它们随个体质量增长的各器官质量,分析器官质量与体质量的异速关系,并对器官尺寸假说进行检验。【结果】6种鱼的脑、心、肝、鳃、内脏团和躯壳的质量均与体质量呈统计学意义上的正相关关系(p0.05),校正体质量后的各器官质量都有统计学意义上的种间差异(p0.05);6种鱼的特定体质量代谢率和校正后的平均脑质量没有统计学意义上的相关关系。【结论】脑质量大的物种,它的静止代谢率未必大;研究结果仅部分支持器官尺寸假说。     

“迷你胃”研究疾病的平台

迷你胃，别名“类胃器官”，是利用多功能性的干细胞和源自皮肤的诱导多能性细胞，在一个培养皿中完成了胚胎发育的各个阶段。这项技术的诞生，被美国加利福尼亚州斯坦福大学干细胞生物学家Calvin Kuo称赞，称其为一个了不起的技术成就。这项研究为了解人类胚胎中的细胞如何演化为器官提供了可能。科学家表示，这些“类胃器官”也可以用来了解癌症等疾病，并测试胃对药物的反应。     

Rab23在小鼠不同器官中表达的研究

为探讨Rab23蛋白在各种器官中的功能情况,研究了Rab23蛋白在小鼠不同器官组织中的表达。选用性成熟的正常成年雌、雄小鼠的各种不同器官的组织,利用免疫组织化学方法,系统地检测Rab23蛋白的表达。结果显示Rab23蛋白在小鼠的脑、卵巢、精巢、乳腺和胃组织中有明显的表达,而在心脏、肝脏、肠、肺、胸腺、肾脏和脾脏中没有表达。Rab23蛋白在小鼠脑、性腺、乳腺和胃中的特异性表达,表明该分子在这些器官组织正常功能的维持中可能具有一定的作用。实验结果还为深入研究Rab23蛋白的分子功能提供了新资料。     

延胡索对小鼠学习能力及抗氧化作用的影响

研究了延胡索对小鼠学习能力及抗氧化作用的影响.给小鼠按8g/(kg*d)、16g/(kg*d)的剂量灌胃延胡索水煎液,连续15d,观察小鼠开场行为,测定其免疫器官指数、学习记忆能力、脑中多巴胺(DA)和5-羟色胺(5-HT)含量、心肌和肝脏中丙二醛(MDA)和脂褐素(LPF)含量及肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化.结果表明,与对照组比较,各实验组小鼠在新环境中自发活动显著增加,主要免疫器官指数增加,学习能力显著提高,脑内多巴胺和5-羟色胺含量显著提高,心肌、肝脏中丙二醛和脂褐素含量显著降低,肝脏中SOD活力显著升高.提示延胡索能增强小鼠学习能力和抗氧化作用.     

仁心济世 医中圣手——中南大学湘雅医院神经外科教授、博士生导师方加胜

大脑，人类的神经中枢，直接控制血压、呼吸、感觉、运动等神经分枢，是人体活动、思维的指令源、指挥部。其结构之复杂，功能区分之精细。但是，正如人类其他器官一样，它也会受到细菌、病毒、外伤的侵袭，如何抵御病魔的侵袭和治疗外伤，保证患者安全无虞，是中南大学湘雅医院神经外科方加胜教授始终孜孜以求的目标。     

结合光学脑成像及机器学习分类算法对自闭症大脑活动特征的研究进展

自闭症的诊断一直以来是基于行为层面的观察。近年来脑成像研究表明，自闭症大脑存在结构及功能的改变，这些发现为基于成像的诊断提供了新的途径。准确的诊断要基于对大脑异常特征的准确描述，多个脑生理参量的成像可以为自闭症的大脑特征提供更全面的信息。在现有的无损脑功能成像中，光学脑成像具有较高的时间及可接受的空间分辨率，测量时对头部晃动相对不敏感，适用于对儿童，特别是自闭症儿童的研究。近红外光谱技术提供皮层的血氧代谢，而漫射相关谱技术测量皮层的血流。这两类参量可以提供互补的皮层血液动力学信息，结合更为高效的分类算法，有望取得对自闭症大脑皮层活动特征的更为准确的描述和区分。在广泛文献调研及结合自身研究成果的基础上，对利用光学脑成像研究自闭症的大脑活动特征；结合特征参量利用机器学习分类算法对自闭症的预测；以及利用多模态光学脑成像技术（即结合近红外光谱及漫射相关谱）研究自闭症的前景等问题做了系统的回顾与展望，希望为自闭症相关领域的科研人员提供参考和借鉴。     

自由活动动物的脑电信号分析与识别

通过脑电信息识别意识行为并控制外围设备运行的脑机接口(Brain-computer interface,BCI)技术研究已成为神经科学与信息工程技术交叉学科的热点课题,分析行为活动中的脑电特征是BCI研究中的一个重要内容。利用自制金属微电极通过多道生理信号采集处理系统采集大鼠脑电局部放电,提取出与特定行为(抓食)相关的脑电活动特征信号,为大脑对行为的控制研究提供了一个有效的方法。