Cell:科学家开发出数字大脑

利用大量数据研究者构建了一种新型的虚拟大脑薄片结构,其可以反映大脑区域中不同类型的神经元以及控制神经元激活的关键特性。

       如果你想研究某种东西如何工作,那么一种方法就是把它拆开,然后再组装上去,10多年以来,一项名为蓝脑计划(Blue Brain Project)的全球性研究项目正在尝试利用幼年小鼠的大脑来上述操作,目前这项研究计划仅提供了一项大脑重建的“初稿”,其包含了超过3.1万个的大脑神经元、55个细胞层以及207个不同的神经元亚型,相关研究发表于国际杂志Cell上。


Cell:科学家开发出数字大脑
 
       科学家们英雄式的努力主要体现在对大脑中所有不用类型的神经元进行了描述定义,从而来帮助测定这些神经元的电子“点火”特性,以及帮助绘制连接其彼此的回路,大量研究数据都可以帮助我们理解大脑神经连线的组成元件及逻辑特性,然而获得一个全面、高分辨率的大脑神经元特性及活性分布却是一项巨大的挑战。
 
       研究者Henry Markram表示,文章中我们利用工程化的方法、通过数字化地构造大脑皮层回答了这一问题,利用大量数据研究者构建了一种新型的虚拟大脑薄片结构,其可以反映大脑区域中不同类型的神经元以及控制神经元激活的关键特性。一旦虚拟大脑重建完成,研究者就可以利用强大的巨型计算机来模拟不同情况下的神经元的表现,值得注意的是,通过轻微地调节其中一种参数,比如钙离子的水平,研究者就可以开发出电路水平活性的广谱模式,而当前利用单一神经元的特性是无法对这些进行预测,比如在睡眠状态下观察到的神经元火星的慢波同步现象就可以在模拟状态下触发,这就表明,神经元回路或许可以开启形成处于不同重要行为下的不同状态。
 
       研究者Markram说道,蓝脑计划的研究者目前正在计划,在改善当前模型的情况下来开发状态依赖性的计算机理论模型,到目前为止,所有的研究数据都可以在网站https://bbp.epfl.ch/nmc-portal中获得。
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