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美启动大脑阿波罗计划,人类“脑研究”再现新成果!
编辑:造就 发布时间: 2016-3-27 10:00:00    文章来源:百度百家
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阿尔法狗与人类的围棋大战已经告一段落,看上去人类短时间内要战胜人工智能机器人还有一定的难度,然而可以肯定的是,经过这一役,机器人又将能从中积攒经验,提升算法,更加强大。 那么人类呢? 人类的大脑还能进化吗? 或者,我们是不是能够找到我们大脑的某种进化的算法? 来看近期两项关于人脑研究的新进展—— 美启动大脑阿波罗计划 绘制10万神经元活动地图


30年前,美国政府启动人类基因组计划—— 一个长达13年的测序及绘制所有人类基因的研究项目。尽管项目一开始遭到了怀疑乃至反对,但是该计划却让遗传学研究领域从此焕然一新,并被认为是历史上最成功的科学计划之一。


现在,美国情报系统下设的情报先进研究计划署(IARPA)已为一项类似的雄心勃勃的计划投资了1亿美元。皮层网络机器智能计划(MICrONS)旨在逆向建造1立方毫米的大脑,研究大脑进行运算活动的方式,并将研究结果更好地应用于机器学习和人工智能计算领域。



奥巴马“脑计划”


MICrONS作为奥巴马“脑计划”的一部分,旨在把由大脑激发的智能计算再向前推进一步。今天的大量技术都在依赖一种叫作人工神经网络的计算方式,正如其名字暗含的那样,这些算法受到了大脑构造系统的启发。“这是一项巨大的投资,因为我们认为它要解决的是一个非常重要的挑战,它将会对信息学界乃至全世界产生变革性的影响。”IARPA的MICrONS项目管理人Jacob Vogelstein说。


各个团队将尝试绘制一只啮齿类动物1立方毫米大脑皮层的所有神经元。这类动物大脑皮层的神经元数量不足人类大脑皮层的百万分之一,数字可能看起来很小,但到目前为止科学家一次仅能测量几个神经元或是通过功能性磁共振成像获得合成照片中上百万神经元的活动情况。


现在,MICrONS成员计划当啮齿类动物在进行视觉感知或是学习任务时,记录及测量10万个神经元的活动和连接情况,其中涉及到纳米级分辨率的成像,“这就像是通过一寸一寸地测量,来绘制美国地图一样。”Vogelstein说。



但他对目标非常乐观,因为近期已经出现了大规模的神经科学研究成果。“随着'脑计划'的到来,网上已经有大量的新工具可以在纳米级的层面了解大脑。”他说,“所以这一点在历史上是独一无二的,我们有良好的工具和技术,尤其是首次拥有在每个神经元以及每个突触层面揭示大脑接线图的技术。” 


大脑仍是最大的科学谜团之一 


正是由于该计划潜在的巨大经济和社会效益,一些人将其与之前美国之前的人类基因组计划和阿波罗登月计划等相提并论。  人类首次见证神经元在活体大脑的“诞生” 




这就是首次观测到的神经元在活体大脑的诞生



一项日前发表于《神经元》杂志的研究显示,对记忆至关重要的新生神经元首次在活体大脑中被观察到。 神经元是保持大脑运行的至关重要的细胞,它们“诞生”在海马体中,负责处理记忆以及分离和关联记忆。 然而一直以来,人们虽然知道大脑中的海马体会产生新的神经元,但从来没有目睹过这一过程。因为大脑十分复杂和微妙,而神经元又极其微小和复杂。 大脑中的海马体负责管理人的记忆



日前,纽约哥伦比亚大学医学中心的一个研究小组设计了一个实验,首次观察到了神经元在活体大脑里的诞生过程:他们将一个微型显微镜植入到老鼠的大脑里,然后对老鼠进行改造,使得它大脑里新产生的神经元会发光,而当新生神经元足够多的时候,其发出的光就能够被设备观察到。 准备好了这些后,这只改造过的老鼠就被放置在跑步机上,先是让它闻到香蕉的气味和看到蓝色的光;然后让它闻到柠檬的气味和看到闪烁的光。当老鼠经历不同的气味和光线环境时,有选择地对其进行电击刺激,以便让这只老鼠一闻到某些气味就产生不愉快的感觉,而闻到其他气味的时候,则无这种感觉。 


接着,研究人员利用光基因学技术去“关闭”特定的细胞,一旦神经元被“关闭”,老鼠的大脑就无法被告知气味和光线信息与不愉快经历之间的联系了,在这种状态下,它即使被放置到相同的房间、相同的环境中,大脑也不会有反应。研究小组指出,这表明这些新生神经元是负责分离和关联相似记忆的。 因为焦虑障碍患者往往表现出分离记忆能力的减弱,许多抗抑郁药都是刺激新的海马神经元的诞生。因此,研究小组指出,他们的新发现可能对神经元和精神疾病之间的联系提供新的见解,有助于抑郁症、焦虑障碍等的治疗。 人类的大脑有着堪比宇宙的复杂结构,我们还在了解自己的路上,人机大战,谁输谁赢,还没有定论。


上文部分综合《中国科技报》 整理


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