中美迷信家將盤算機技巧利用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研討 - 清華大學消息網(wǎng)

2014-06-04 12:28 來源：http://www.elinglong.com/ 閱讀：次

中美科學家將計算機技術(shù)運用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究

　　起源：科學時報　2008年01月21日

　　自穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)是生物體或細胞通過調(diào)劑其生理進程，從而堅持體內(nèi)均衡的一種能力，是細胞和性命體的一個根本功能。清華大學醫(yī)學院學習與記憶中央教授劉國松和美國哈佛大學及麻省理工學院的同行配合，在一塊印刷電路板塊形成的網(wǎng)絡(luò)上，研究了大腦海馬區(qū)域神經(jīng)細胞突觸聯(lián)接的自穩(wěn)態(tài)景象，首創(chuàng)了將計算機技巧利用到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特征研究的簇新方式。

　　新結(jié)果發(fā)表在2007年12月號的《神經(jīng)科學期刊》上，當月出版的美國《科學》雜志以編纂推舉的方法對這項成果進行了先容。《科學》的文章指出，跟著發(fā)育、年紀增加和疾病的發(fā)生，大腦神經(jīng)細胞的聯(lián)接會產(chǎn)生變更，對這種變化的懂得興許有助于咱們意識大腦的應(yīng)變能力，以及失去這種應(yīng)變能力的病理起因。

　　盤算機擅長長期穩(wěn)固的記憶、疾速而高效的運算，人腦則善于聯(lián)想和模式辨認。是否將二者接洽起來，構(gòu)建一個綜合二者優(yōu)點的人機聯(lián)合體呢？劉國松和同行想到了這個主張，并著手進行了摸索性研究。

　　劉國松是神經(jīng)生物學專家，重要從事神經(jīng)體系網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成及優(yōu)化研討、學習與記憶的基礎(chǔ)原理研究，以及加強記憶和抗腦衰新藥的開發(fā)。他曾任麻省理工學院大腦跟認知迷信系、生物系副傳授，麻省理工學院Picower學習和記憶核心研究員，2005年7月入選清華大學“百人打算”、“長江學者特聘教學”，現(xiàn)任清華大學醫(yī)學院教授。

　　在這項新研究中,清華培訓班，劉國松和哈佛醫(yī)學院、麻省理工學院Picower學習和記憶中央的同行協(xié)作，應(yīng)用計算機印刷板路工程學方法，在一塊印刷電路板上用光刻方法規(guī)定培養(yǎng)基，再在這些造就基上培育神經(jīng)元，這樣，一塊塊的區(qū)域就變成了一個個的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在這種面積可控的微構(gòu)造名義上，他們剖析了神經(jīng)突觸聯(lián)接程度的變化。新方法第一次將計算機科學技術(shù)應(yīng)用到神經(jīng)科學的研究中，為今后的研究供給了基礎(chǔ)。

　　實驗成果揭示了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)，這是人腦的一個主要特性，也是人腦優(yōu)于計算機的一個基礎(chǔ)。也就是說，在人腦這個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，隨著原件數(shù)量的增多，系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)節(jié)范疇越大，可塑性越強，腦處置信號的能力就越強。

　　該研究擁有重要的應(yīng)用價值。科學家已經(jīng)曉得，人腦在朽邁和發(fā)生病變(如阿爾茨海默氏癥)時，一個重要的特點是神經(jīng)突觸數(shù)量的減少。劉國松和同行的新研究提醒了潛在的逆轉(zhuǎn)辦法，即假如能夠通過藥物增長神經(jīng)細胞的突觸數(shù)量，則可進步系統(tǒng)的可塑性，從而到達治療的目標。

　　現(xiàn)在，在這些工作的基本上，劉國松的試驗室已經(jīng)找到能增添突觸數(shù)目的小分子，并發(fā)明這些分子存在增強動物學習和記憶才能的功效，而且，在老年癡呆癥的模型動物上，他們發(fā)現(xiàn)這些分子具備醫(yī)治作用。