想知道大脑如何运作?先画一张脑数字图谱

医疗健康 来源:科技日报 作者:张晔
2018
06/07
09:51
科技日报
作者:张晔
医疗健康

戴上VR眼镜,双手各持一个手柄,眼前就会呈现出一个百转千回的大脑神经元三维图像,科学家可以在其中准确地描绘一个个神经元的走向、形态,为大脑神经元绘制出一张数字图谱。

“人脑神经元总量高达860亿个,被称为宇宙中已知最复杂的机体构造,然而人类从事脑研究已近百年,仍然没能搞清楚究竟有多少种神经元,以及它们的交互关系。”东南大学生命科学研究院院长谢维说。

在最近刚成立的东南大学脑科学与智能技术研究院,科技日报记者看到科研人员正运用可视化软件和VR设备,重建单个脑神经元。

“脑子里怎么想的”还是个谜

脑科学研究不仅是当前国际科技前沿的热点领域,也是理解自然和人类本身的“终极疆域”。目前,美国将神经元三维形态和基本类型作为重点研究领域,我国“科技创新2030重大项目”也已启动“脑科学与类脑研究”。

一直以来,科学家最感兴趣的是大脑究竟是如何实现认知功能。过去,我们仅知道在宏观尺度上不同脑区的联结与认识功能,比如脑核部分掌管人类日常基本生活的处理,脑缘系统负责行动、情绪、记忆处理等功能,大脑皮质则负责人脑较高级的认知和情绪功能等。

但是,微观尺度的大脑工作机制则要复杂得多。比如在微纳米表现为突触连接的分子构架与信号传递,在百微米尺度则表现为大脑皮质功能柱等局域神经回路与信息编码。

谢维告诉科技日报记者,东南大学已经与美国艾伦脑研究所展开合作,定位脑科学前沿领域、为全世界提供脑科学大数据资源。此次成立的东南大学脑科学与智能技术研究院,意在整合各学科优势资源,打通脑科学研究成果和智能技术的壁垒,更好促进产、学、研融合。

让“读心术”这种超能力成真

“我们现在做的主要工作,就是将大脑神经元结构数字化,建成一个脑科学大数据库,为生物医学研究提供珍贵的数据资源。”在描述如何绘制大脑神经元3D图谱时,东南大学艾伦联合中心主任彭汉川形容为“海量大数据,高度复杂性”。

面对数百亿神经元和海量数据,如果使用传统的神经科学研究方法和数据计算分析方式,则无法对大脑进行有效的研究。东南大学今后将利用该校自主研发的传感、采集设备和可视化软件,率先开展脑神经元重建工作。

“我们这套人工智能软件算法效率很高,3—4天就绘制一个脑神经元的数字图谱,目前已经完成近40个神经元的数字化重建。今后有望使用新技术把效率提高几十倍甚至上百倍。”彭汉川说。

绘制大脑神经元3D图谱形成的脑科学大数据,将为儿童认知障碍、大脑疾病的干预治疗、青少年脑智发育的规律探索,以及研究人的情绪变化,提供科学分析。

在东南大学儿童发展与学习科学教育部重点实验室,一位研究人员头戴连着各种线的奇怪帽子,他正在测试多模态社会情绪评测系统。受试人员的皮肤、心率、呼吸、脑电信号等被实时监测。系统会基于脑电帽、近红外、心电波、表情传感器等,收集人的情感变化,实时判断人的情绪,大屏幕上会根据情绪变化跳出笑脸或哭脸。

“有了脑科学大数据资源,再用一个‘脑电帽’传感器,可以让‘读心术’的超能力成真。”实验室主任郑文明介绍说,这套系统已经在南京脑科医院试用,它可以自动分析出人的情绪调节能力、同感能力,目前已对100多例儿童孤独症、自闭症进行早期筛查评测。

来源:科技日报

来源:科技日报   作者:张晔

为你推荐

多方协同共同守护 上海探索罕见病保障事业与创新产业协同发展路径资讯

多方协同共同守护 上海探索罕见病保障事业与创新产业协同发展路径

2026上海罕见病公益关爱与创新发展交流会举行,启动蓝皮书并发布罕见病倡议

2026-09-20 23:08

刘震任国家中医药管理局副局长资讯

刘震任国家中医药管理局副局长

任命刘震为国家中医药管理局副局长。

2026-09-20 16:37

手术机器人公司思博慧医宣布完成近亿元Pre-A+轮融资资讯

手术机器人公司思博慧医宣布完成近亿元Pre-A+轮融资

近日,思博慧医宣布完成近亿元Pre-A+轮融资。本轮由诺庾资本领投,浦东创投、片仔癀盈科基金、同杨基金、太湖空天动力启明星跟投。所获资金将主要用于全自动磁控介入手术机器人...

2026-09-20 15:35

国家卫健委、国家中医药管理局联合发布《关于进一步加强罕见病防治工作的通知》资讯

国家卫健委、国家中医药管理局联合发布《关于进一步加强罕见病防治工作的通知》

到2026年底前,各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团均应当至少依托1家省属及以上医院开设罕见病门诊,辖区内300万人口以上的地市均应当至少依托1家医院开设罕见病门诊,安排...

2026-09-20 13:47

拜耳中国组织架构调整资讯

拜耳中国组织架构调整

首批区域总经理任命自2026年10月1日起生效。

2026-09-20 12:59

CAPItrue研究主要终点数据亮相2026 CSCO资讯

CAPItrue研究主要终点数据亮相2026 CSCO

引领中国HR+ HER2−晚期乳腺癌精准诊疗新范式

2026-09-20 10:45

神经科学前沿十问资讯

神经科学前沿十问

十问不是十个孤立热点,而是形成一条从认识脑,保护与修复脑,再到模拟与扩展脑的科学路径,生命科学、医学、人工智能与未来技术在此交汇。

2026-09-20 10:02

2016年-2025年:国内化学仿制药累计销售额TOP10资讯

2016年-2025年:国内化学仿制药累计销售额TOP10

从十年累计销售额来看,TOP10品种合计超过2400亿元,展现了中国仿制药市场雄厚的体量基础。其中,扬子江药业的地佐辛注射液以420 79亿元的累计销售额高居榜首,是榜单中唯一突...

2026-09-20 09:07

全球首个专家级通用医疗影像模型,一次识别146种病症资讯

全球首个专家级通用医疗影像模型,一次识别146种病症

9月18日消息,阿里巴巴达摩院与浙江大学医学院附属第一医院等机构研发出通用医疗影像AI模型DAMO RADAR,并登上国际顶级学术期刊《科学》(Science)。

2026-09-18 17:12

金斯瑞与礼来TuneLab达成合作,推动AI制药湿实验服务资讯

金斯瑞与礼来TuneLab达成合作,推动AI制药湿实验服务

根据协议,金斯瑞生物将向Lilly TuneLab参与企业提供湿实验服务,助力其快速生成实验数据,将AI预测转化为生物学验证数据,加速候选药物评估。

2026-09-18 15:51

医药工业发展十五五规划资讯

医药工业发展十五五规划

规模以上医药工业企业营业收入超过3 5万亿元,创新药产业规模增速年均达到20%以上,全球年销售额超10亿美元的品种数量达到5个以上;年营业收入超过100亿元的医药工业企业数量达...

2026-09-18 13:45

全球首个核药仿制药获完全批准资讯

全球首个核药仿制药获完全批准

9月14日,Curium宣布Bexlutry([177lu]氧奥曲肽,研发代号:PNT2003)获得FDA批准上市。该药物是Lutathera的仿制药,也是全球首个获批上市的核药仿制药。

2026-09-18 11:58

康方生物第4个ADC获批临床,加速布局IO+ADC方向资讯

康方生物第4个ADC获批临床,加速布局IO+ADC方向

近日,康方生物(9926 HK)宣布,其自主研发的创新双抗ADC药物AK158D1(EGFR Trop2 双抗ADC),已获得国家药品监督管理局药品审评中心批准,开展用于治疗晚期恶性实体瘤的I期临床研究。

2026-09-18 11:18

体内CAR-T出海资讯

体内CAR-T出海

近日,河北森朗生物科技有限公司(森朗生物)与美国Tempest Therapeutics(Tempest)签署独家选择权协议,授权Tempest可独家引进森朗生物CD7靶向慢病毒载体平台及多款体内CAR-T候选药物。

2026-09-17 17:15

迈英诺医药完成超 2 亿元 A 轮融资,全球首个局部给药泛 JAK / 泛 Trk 多靶点抑制剂进入中美 II 期临床资讯

迈英诺医药完成超 2 亿元 A 轮融资,全球首个局部给药泛 JAK / 泛 Trk 多靶点抑制剂进入中美 II 期临床

本轮融资由阳光融汇资本领投,厦门金圆产业链基金、厦门市心血管产业基金、博行资本、建发新兴投资、沃美达资本、朗煜投资、厦门高新投跟投

2026-09-17 16:23

华东医药携手美柏生物,ECM胶原蛋白MB007独家战略合作落地资讯

华东医药携手美柏生物,ECM胶原蛋白MB007独家战略合作落地

就细胞外基质(Extracellular Matrix,ECM)胶原蛋白MB007产品在中国市场达成独家战略合作

2026-09-17 16:17

全球范围内,达芬奇SP单孔手术系统首获新适应症资讯

全球范围内,达芬奇SP单孔手术系统首获新适应症

直观医疗近日宣布,达芬奇SP单孔手术系统经阴道妇科手术适应症已获得欧盟CE认证,这是该系统在全球范围内首次获批此适应症。

2026-09-17 16:17

赛诺菲上海外资研发创新中心正式揭牌,携手华山医院共建全球卓越转化中心 资讯

赛诺菲上海外资研发创新中心正式揭牌,携手华山医院共建全球卓越转化中心

赛诺菲加码中国创新,推动本土科研加速临床转化

2026-09-17 16:00

2026上半年:创新医药企业营业收入TOP10 VS 创新医疗器械企业营业收入TOP10资讯

2026上半年:创新医药企业营业收入TOP10 VS 创新医疗器械企业营业收入TOP10

在生物医药及医疗器械领域,创新性通常被视为企业实现长期成长的核心价值驱动。

2026-09-17 15:51

《医药代表管理办法》备案政策问答(二),非首次备案医药代表因学历、专业不符合《办法》规定可否备案资讯

《医药代表管理办法》备案政策问答(二),非首次备案医药代表因学历、专业不符合《办法》规定可否备案

9月16日,国家医药代表备案平台发布《备案政策问答(二)》。国家药监局收集、整理了部分与备案相关的问题,进行解答。

2026-09-17 11:08