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| 活捉”大脑信息处理过程 | ||||||||||
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| 近日，美国杜克大学医学中心的神经生物学家们证实，他们成功观察到了脑神经活动瞬间转换电子信号。研究结果充分证实，大脑的记忆力在睡眠期间会得到强化。 研究人员表示，他们利用细如发丝的微电极和计算机分析技术，通过对清醒状态、睡眠状态的老鼠和不同睡眠阶段的转换观察，观察到了睡眠过程的详细情况。研究人员表示，这一新型分析技术使人类首次能够同时观察到健康大脑和患有神经系统疾病大脑的不同功能，并利用这些观察结果进一步认识癫痫病、阿尔茨海默氏病和精神分裂症等神经系统疾病，并获得相应治疗方法。 杜克大学的神经生物学教授兼杜克神经工程中心主任麦克尔·尼科尔尼斯博士领导了这项研究工作，并得到美国国立卫生院的资助。尼科尔尼斯和同事们将比发丝还细的微电极植入大脑不同的功能区，这些功能区包括感觉区、运动区和记忆区，然后纪录和分析老鼠在连续数天内睡眠和清醒状态下的电子信号。通过分析发现，老鼠在清醒期、浅睡期和深睡期不同阶段的活动形式具有明显的不同。尼科尔尼斯博士还强调，他们的分析结果能够辨别出不同睡眠阶段之间过渡时瞬间消失的信号变化，在零点几秒的睡眠过渡期，大脑不同功能区会产生同步的活动形式，就像两台共用一个调制解调器进行信息交互的电脑。一旦出现同步信号，就表明大脑处于睡眠过渡期。 更重要的是，研究人员分析大量老鼠的大脑信号所得数据发现，不同动物间的这种过渡期信号相同。研究人员认为，对这些数据进一步的整理和分析后，他们能够得到动物不同行为状态下的整体活动的动态学数据，这是人类第一次从生理学参数上揭示大脑的整体活动，特别是不同功能区的协调配合。而现在普遍使用的磁成像技术(MRI)和正电子发射断层扫描(PET)技术只能获得大脑活动的少量时间分辨率，而且通过血液流量这一间接参数来获得大脑活动的信息。 新技术提供的分析结果也为他们的新理论提供了证据。神经生物学界普遍认为，人类大脑的感应是分析外来信号的处理过程，而尼科尔尼斯认为，除了分析外来信号外，大脑在某一特定时刻的内在状态也很重要。利用他们的新技术，可以观察大脑在处于高度集中和高度期待等状态下的活动，以及在这些状态下动物怎样处理外来信息。神经生物学家还认为，大脑是通过某个神经“密码”来处理外来信息的。但尼科尔尼斯认为，这一“密码”不是固定不变的，而是随着大脑内部状态和外界环境的改变而不断改变。新研究超越了当前理论“单个神经元是大脑基本的计算单位”，单个神经元不可能稳定可靠地完成某一神经功能，而一群神经元的完美配合才能将信号稳定输出。 文章出处: 科技日报 |
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