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今日《科学》关于大脑神经连接

2013-11-02
人类大脑,大脑神经连接,脑图计划
今日《科学》大脑连接专题
2013-11-1

美国的脑图计划细节已经公布,脑图不仅是简单的细胞定位和纤维联系,更重要的是电活动以及整体大脑的功能解析。其中大脑神经细胞直接的纤维联系是实现大脑复杂功能的重要物质基础。国际上大量神经科学家从事神经纤维联系,神经纤维联系和神经系统疾病关系等方面的研究,随着不同领域研究水平的提高,关于神经细胞分子组成和功能相关知识的不断提高,我们对大脑的认识不断增多。尽管对认识大脑的真正工作原理,我们甚至都不敢奢求,也许我们现在只是处于对大脑认识的最初阶阶段,但无论如何,我们在进步,在前进,向大脑高级功能解析过程中的众多科学家表示敬意。人类认识自身的终极目标总是需要人类自身的优秀代表来实现。借助外力恐怕没有可能。

今天的《科学》是关于大脑神经连接的专题:The Heavily ConnectedBrain。DOI: 10.1126/science.342.6158.577。主编专门写了介绍,题目为连接、连接、连接…Connection, Connection,Connection…。

人类大脑内大约有860亿个神经元,过去十年间,生物医学科学的发展使我们对组成这些神经细胞分子、基因、结构和功能都有了更深入的了解。但是,中枢神经系统的真正强大是隐含于如何协调这些数量宏大的神经细胞形成一个整体。神经元可在不同层次上被组织,从小的神经回路到通过各种方式组装到局部大脑网络内。为了在不同层次上发挥有效作用,神经元、神经核团、皮层功能柱、更大脑区需要进行连接。

关于神经连接的研究最近发展速度非常快,大型研究团队最近联合起来形成大兵团,准备对研究方法和数据分析解析等方面进行联合攻关。

今年的神经科学的重要议题相对泛化,但关于射进连接仍占据重要地位。本期《科学》特别邀请一批该领域的学者撰写综述,并对未来的发展方向进行展望。

为弄清复杂结构,我们必须首先对复杂结构的基本组成弄明白。Markov等通过定量示踪技术,描述了单细胞水平神经联系,这对我们理解大尺度的皮层神经网络和他们组织层次。

另一个快速增长的研究方向是测定神经联系和认知功能之间的关系。从网络理论的角度,Park and Friston对目前大尺度大脑连接结构和功能的关系以及机制进行了综述。

关于神经结构和大脑功能之间的联系,最大的突破之一是采用非侵入式脑扫描方法获得的资料,这方面最有效的是功能性磁共振成像(fMRI)的技术。土耳其学者布朗对最近大规模功能磁共振成像数据分析令人振奋的进展进行了综述。这方面最主要的进展是如何从整体上理解大脑连接和认知功能的关系,计算机计算能力的提高可以让科学家从大脑整体上去分析不同脑区之间的联系,并用多变量模式分析技术对这些数据的关联新进行解释。

人类大脑的神奇之处是具有可产生理解语言和音乐的功能。Zatorre讨论了关于语言音乐区大脑的可塑性以及被某些和大脑结构功能相关诱发因素的影响。

本文引用地址:http://blog.sciencenet.cn/blog-41174-738108.html


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