未来脑研究技术

主编玛丽埃特·迪克里斯蒂娜介绍《大众科学》2014年3月刊

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1990年,美国国会和总统乔治·H·W·布什宣布启动“脑的十年”,旨在“提高公众对脑研究益处的认识”。成像技术的进步为我们提供了更好的方法来窥视我们大脑内部宇宙的运作方式。研究人员利用成像技术进一步探索思维类型与血流量增加或神经电活动之间的相关性,这些都是大脑工作区域的间接指标。在新闻报道中,我们都看到了许多精美的彩色图片,显示某些大脑区域在被认为参与某种处理时“亮起”。如果说这还不是完全理解这样一个复杂器官(拥有数十亿个神经元和数万亿个神经连接)的方式,至少这是一个开始。

作为脑研究的长期观察者(我曾负责我们姊妹杂志《大众科学·心灵》的创刊,该杂志将于今年晚些时候庆祝创刊10周年),我一直在密切关注这些进展。现在我们正迈入一个新时代,这个时代将不再以(考虑到现有工具的必要性)试图理解这块或那块脑组织作用的还原论策略为主要特征,而是更多地以网络为中心的理解任何活动中涉及的复杂系统。

《大众科学》的作者已经描述了他们在诸如精神疾病的神经回路基础(参见托马斯·R·因塞尔的“故障电路”;2010年4月)和模拟人脑(参见亨利·马克拉姆的“人类大脑计划”;2012年6月)等领域的研究。去年,奥巴马政府宣布了通过推进创新神经技术进行脑研究(BRAIN)计划,2014年的资助水平超过1亿美元。该计划加入了人类大脑计划,这是一项由欧盟资助的16亿美元、为期10年的项目。


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在我们的封面故事中,从第38页开始,神经科学家拉斐尔·尤斯特和遗传学家乔治·M·丘奇预览了令人兴奋的工具,用于探测我们在此“脑的新世纪”中预期的湿件。挑战:理解860亿个神经元的嗡嗡声,思想和情感等属性由此产生。工具:创新技术,例如用于记录脑细胞活动的数万个电极阵列和光激活化学开关,可以打开或关闭神经回路。我迫不及待想看看接下来会发生什么。

参赛作品开放

13至18岁的科学家:2014年谷歌科学展览会——以及赢取50,000美元大众科学行动科学奖的机会——现已开放报名。该奖项旨在表彰通过应对环境、健康或资源挑战而产生实际影响的项目。报名截止日期为5月11日。欲了解更多信息,请访问www.ScientificAmerican.com/science-in-action

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