尖端创新神经技术脑研究计划:美国脑研究计划评介

正作为神经科学研究超级大国的美国,正拟启动尖端创新神经技术脑研究计划。该计划此前称作脑活动图计划,已经过一年多的筹备性论证。计划的主要目标是,通过包括纳米技术在内的一系列技术创新,全面构造神经活动图谱,以求在神经-精神疾病诊治及智能机开发上取得突破。围绕计划目标之可行性存在大量争鸣。     

当代物理学的前沿

物理学已成为这样一个广阔的科学领域,以至要对其前沿阵地的工作做一个简短的概括将必然是不完全的和带偏见的。今天,每一个物理学家是在某个狭窄领域里的专家,要他对整个物理科学有着批判的见解是不可能的。请原谅,如果谁所工作的领域     

从蓝脑计划到人脑计划:欧盟脑研究计划评介

正最近欧盟和美国分别启动和准备启动耗资巨大的两个脑研究计划——人脑计划和尖端创新神经技术脑研究计划。本文介绍欧盟人脑计划的背景、目标、内容及方法,也介绍学术界对此的见解和争议。关于脑和心智的研究已成为对当代科学最大的挑战之一。2000年,诺贝尔生理学或医学奖得主埃德尔曼(Gerald M.Edelman)说:脑科学的知识将奠定即将到来新时代之基础。凭这些知识我们可医治大量疾病,建造模仿脑功能的新机器,而且更深入地理解我们自己的本质以及我们如何认识世界。心智的生物学研究在21世纪的地位,正相当于基因研究在20世纪的地位,这已成为当前科学界的共识。2013年春季,欧盟和美国分别启动和准备启动耗     

新型光电功能器件的科学前沿和应用

有机、有机/无机复合光电器件近年来发展迅猛,并且已经逐步走进我们的生活,在信息显示领域(如可折叠柔性显示屏)和新能源领域(如太阳能电池)应用广泛.中国学者在此领域作出了重要贡献.为了集中展示该领域的发展,《科学通报》组织"光电功能材料和器件专题",邀请国内专家和学者,结合自己的研究工作撰写文章,对光电材料和器件的发展进...     

脑-机接口的前沿进展

<正>大家提到脑﹣机接口,就会联想到在黑客帝国等科幻片中出现的场景,这其实并不是天马行空的幻想,而是基于早已有之的"脑﹣机接口"技术的合理设想。要想了解脑﹣机接口这一概念,首先需要了解大脑的结构。大脑容量有1.3升,是宇宙中最复杂的结构,拥有1 000亿个神经元,这些神经元之间形成了超过100兆(Trillion)个连接。我们可以将大脑看成是一个信息处理装置,它创造了一切人类文明成果,包括科技和文化等。     

空间天文学——当代科学前沿

一、空间天文学发展状况 空间——太空,是地球稠密大气层之外的范围(100～120公里高之外),是除陆地、海洋和大气层之外,人类的第四环境。空间——太空,是包括地球卫星、太阳系飞船、星际飞船等的活动范围。从一定意义上讲,空间天文活动包括气球和火箭,甚至包括机载天文仪器的探测。本文仅涉及航天器天文的活动范围,即第四环境中的天文探测。 1957年至1993年9月30日,全世界成功的空间发射为3548次,     

关枢神经网络和脑的某些数学理论

人脑是人的智能、意识等一切高级精神活动的生理基础,但是经典的神经科学在解释后的复杂功能方面遇到很多困难.用电子计算机和数学方法伽于究神经系统和脑的功能,是本世纪四十年代以来的一个研究方向,目前已形成了较为成熟的理论.《关于神经网络和脑的某些数学理论》介绍了这方面的内容.     

蛋白质、碳水化合物与脑功能和行为

动物依赖于食物而生存。尽管目前还不清楚脑神经元执行正常生理功能的最佳营养供给,但动物早期营养严重缺乏将影响大脑发育这一事实已得到公认。除此之外营养缺乏还会导致动物的行为改变,如蛋白质营养早期不良所致的智力迟钝、矿物质缺乏动物表现的嗜咬症等。由于这些行为表现明显,因此早就引起     

人脑连接组研究:脑结构网络和脑功能网络

人脑是自然界中最复杂的系统之一,在这个系统中,多个神经元、神经元集群或者多个脑区相互连接成庞杂的结构网络,并通过相互作用完成脑的各种功能.近年来,结合基于图论的复杂网络理论,研究者们发现利用结构和扩散磁共振成像数据构建的脑结构网络以及利用脑电图/脑磁图数据和功能磁共振成像数据构建的脑功能网络具有很多重要的拓扑性质,如"小世界"属性、模块化的组织结构以及主要分布在联合皮层上的核心脑区(如楔前叶、额上回、额中回).另一方面,研究者发现许多神经精神疾病(如阿尔兹海默病和精神分裂症等)与脑结构和脑功能网络的异常的拓扑变化有关,这些研究不仅为理解神经精神疾病的病理机制提供了新视角,也可能为疾病的早期诊断和治疗评价提供脑网络影像学标记.本文以人脑结构和功能连接网络的研究为重点,介绍了人脑连接组和复杂网络理论的基本概念,并且回顾了近年来人脑结构和功能连接组的研究成果,并指出了该领域中存在的问题及未来的研究方向.     

脑-肠肽的脑内功能

《脑-肠肽的脑内功能》就脑-肠肽在脑内的作用方式、脑-肠肽的脑内功能、血脑屏障与脑-肠肽的关系等内容作了介绍.脑-肠肽功能的研究目前正方兴未艾.全面阐明脑-肠肽的生理功能有助于深入认识机体正常调节系统,同时对临床许多疑难病症的发病机理的探讨有重要意义.     

结构与功能的理论和方法

结构与功能的概念,最早来自建筑实践。“新亭结构罢、隐见清湖阴”和“梁栋宏可爱、结构丽匪过”古代诗句中的结构,写的都是建筑。古人已认识到建筑物的结构和功能,是由于加上了“班输之结构”(葛洪语),是“工治容貌功能”所使然(《管子》“乘马”篇语),即是泥、瓦、木工创造性活动的结果。随着社会实践的发展,结构与功能概念的应用范围逐渐扩大到解剖学、天文学、文学等。     

人脑功能研究

<正>今天,我们人类的活动正以前所未有的速度改变着地球的面貌,创造出大自然旷古未有的许许多多奇迹。人类为什么会创造出这样伟大的奇迹呢?因为人类有一个与众不同、足智多谋的特殊器官——大脑。堪称万物之灵的人类确有绝顶的聪     

人脑功能连接组:方法学、发展轨线和行为关联

人脑内部功能连接的全体称为功能连接组,其功能复杂性表现在:(ⅰ)结构到功能的产生机制;(ⅱ)脑功能到心理行为的产生机制(心脑关联);(ⅲ)整个生命历程中的功能发展轨线.一直以来,神经科学家致力于揭示人脑功能在不同生命历程阶段的特征及其深层机制.上述问题的研究能够极大地改善对人脑功能的理解,改进长期以来必须依赖于动物脑功能模型的状况,为重大神经精神疾病的脑功能的病理生理机制研究提供正常参考(常模),进而有助于及时、准确地对其进行诊断、预警、干预和后期评价.但限于实验技术和计算方法,与脑功能有关的上述问题因极具挑战性而尚未被系统地展开研究;静息态功能磁共振技术的出现正在改变人脑功能的研究现状.本文综述基于静息态功能磁共振技术研究人脑功能连接组的计算方法及其重测信度、功能发展轨线应用、心理行为关联.     

欧美人脑研究计划的互补性

<正>动物模型系统和数字化系统的研究,勾勒出大脑研究领域国际化和跨学科的研究图景。在探索认知人类大脑的研究中,欧美的两大研究计划使我们看到了突破所在:美国的重点在于研究新的实验工具,而欧洲则专注于模型建立和计算模拟。工具的革命美国卡夫里基金会科学项目执行副主席米·丘恩(Miyoung Chun)说:"我们对于大脑如何工作的机     

脑的内在功能建构新探

据英国Nature，2007，447：83报道，文森特（J．L．Vincent）等人以猕猴为对象的测试表明，与特定行为有关的大脑皮层系统即使在麻醉状态下也发生一致的代谢波动。