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

2014-06-04 12:28 來(lái)源：http://www.elinglong.com/ 閱讀：次

中美科學(xué)家將計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究

　　起源：科學(xué)時(shí)報(bào)　2008年01月21日

　　自穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)是生物體或細(xì)胞通過(guò)調(diào)劑其生理進(jìn)程，從而堅(jiān)持體內(nèi)均衡的一種能力，是細(xì)胞和性命體的一個(gè)根本功能。清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院學(xué)習(xí)與記憶中央教授劉國(guó)松和美國(guó)哈佛大學(xué)及麻省理工學(xué)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(xì)胞突觸聯(lián)接的自穩(wěn)態(tài)景象，首創(chuàng)了將計(jì)算機(jī)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(hào)的《神經(jīng)科學(xué)期刊》上，當(dāng)月出版的美國(guó)《科學(xué)》雜志以編纂推舉的方法對(duì)這項(xiàng)成果進(jìn)行了先容。《科學(xué)》的文章指出，跟著發(fā)育、年紀(jì)增加和疾病的發(fā)生，大腦神經(jīng)細(xì)胞的聯(lián)接會(huì)產(chǎn)生變更，對(duì)這種變化的懂得興許有助于咱們意識(shí)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(jī)擅長(zhǎng)長(zhǎng)期穩(wěn)固的記憶、疾速而高效的運(yùn)算，人腦則善于聯(lián)想和模式辨認(rèn)。是否將二者接洽起來(lái)，構(gòu)建一個(gè)綜合二者優(yōu)點(diǎn)的人機(jī)聯(lián)合體呢？劉國(guó)松和同行想到了這個(gè)主張，并著手進(jìn)行了摸索性研究。

　　劉國(guó)松是神經(jīng)生物學(xué)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(xué)習(xí)與記憶的基礎(chǔ)原理研究，以及加強(qiáng)記憶和抗腦衰新藥的開(kāi)發(fā)。他曾任麻省理工學(xué)院大腦跟認(rèn)知迷信系、生物系副傳授，麻省理工學(xué)院Picower學(xué)習(xí)和記憶核心研究員，2005年7月入選清華大學(xué)“百人打算”、“長(zhǎng)江學(xué)者特聘教學(xué)”，現(xiàn)任清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授。

　　在這項(xiàng)新研究中,清華培訓(xùn)班，劉國(guó)松和哈佛醫(yī)學(xué)院、麻省理工學(xué)院Picower學(xué)習(xí)和記憶中央的同行協(xié)作，應(yīng)用計(jì)算機(jī)印刷板路工程學(xué)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(gè)個(gè)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(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到神經(jīng)科學(xué)的研究中，為今后的研究供給了基礎(chǔ)。

　　實(shí)驗(yàn)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(gè)主要特性，也是人腦優(yōu)于計(jì)算機(jī)的一個(gè)基礎(chǔ)。也就是說(shuō)，在人腦這個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，隨著原件數(shù)量的增多，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)范疇越大，可塑性越強(qiáng)，腦處置信號(hào)的能力就越強(qiáng)。

　　該研究擁有重要的應(yīng)用價(jià)值。科學(xué)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(shí)，一個(gè)重要的特點(diǎn)是神經(jīng)突觸數(shù)量的減少。劉國(guó)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(guò)藥物增長(zhǎng)神經(jīng)細(xì)胞的突觸數(shù)量，則可進(jìn)步系統(tǒng)的可塑性，從而到達(dá)治療的目標(biāo)。

　　現(xiàn)在，在這些工作的基本上，劉國(guó)松的試驗(yàn)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(qiáng)動(dòng)物學(xué)習(xí)和記憶才能的功效，而且，在老年癡呆癥的模型動(dòng)物上，他們發(fā)現(xiàn)這些分子具備醫(yī)治作用。