几个世纪以来,艺术与神经科学一直交织在一起。早期的外科医生和科学家们探究颅腔内部——例如圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔——经常描绘他们所看到的东西。这些艺术渲染图在帮助研究人员理解我们最重要的器官的奥秘方面发挥了关键作用。(卡哈尔甚至因其绘画作品而分享了1906年的诺贝尔生理学或医学奖。)探索大脑的方法(谢天谢地)已经改变,我们的理解也得到了发展。然而,可视化我们发现的事物的愿望一直存在。
荷兰阿姆斯特丹的荷兰神经科学研究所连续第九年公布了其年度神经科学艺术竞赛的获奖者。该竞赛旨在表彰那些努力描绘大脑复杂性的艺术家和科学家。今年的参赛者质疑想象力的起源,对胶原纤维进行成像,模拟称为星形胶质细胞的星状脑细胞,并探索其他复杂性。以下展示的是从代表25个国家的87份提交作品中选出的获奖作品、四项荣誉提名以及《大众科学》编辑选出的五件作品。*
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致谢:pt9 (Olesya Ilyenok、Marina Muzak’s 和 Andrew Chugunov);图像由 StyleGAN 生成;声音由 Google WaveNET 生成;图像描述由 Betaface API 生成
获奖作品 AF:CFFiIV
作者:pt9 (Olesya Ilyenok、Marina Muzyka 和 Andrey Chugunov)
这段视频采用了三种受人类大脑网络启发的人工智能计算系统。由此产生的三个神经网络模拟了大脑产生抽象图像、声音和概念的能力,这些图像、声音和概念的灵感来自先前的经验,这种现象更为人所知,即想象力。在俄罗斯远东联邦大学pt9艺术团体成员制作的获奖视频中,一个神经网络产生了一系列由现有照片目录提示的刺耳图像;第二个神经网络生成图像描述;第三个神经网络大声朗读这些描述。
致谢:Albert Barqué-Duran
荣誉提名 终极表情符号
作者:Albert Barqué-Duran
这件作品反映了我们使用字符来交流人类情感的复杂方式。西班牙莱里达大学和伦敦城市大学的讲师 Barqué-Duran 首先分析了一个先前项目的数据,该项目抓取了社交媒体帖子,以绘制人们对他们访问地点的感受。从这些数据中,他识别出与巴塞罗那设计博物馆相关的一系列情感,并为这些情感分配了相应的表情符号。然后,他 3D 打印了表情符号的合成物。在博物馆的现场表演中,他为由此产生的雕塑进行了着色。

致谢:Markos Kapeliotis 和 Rebeca Alejandra Gavrila Laic
荣誉提名
“艺术还是事实”
作者:Markos Kapeliotis、Rebeca Alejandra Gavrila Laic、Nele Famaey 和 Pieter Vanden Berghe
在这张由比利时鲁汶天主教大学的一个团队拍摄的桥静脉(引流神经组织)图像中,大量色彩鲜艳的胶原纤维呈扇形展开。在复杂的大脑结构和形状中,卡佩利奥蒂斯和他的同事们尤其被图像左侧的马形纤维所吸引。
致谢:Elizabeth Parent 和 Liam O'Leary(摄像师:Cristian Zaelzer-Perez)
荣誉提名 逝去的星光
作者:Elizabeth Parent 和 Liam O’Leary
星形胶质细胞是星状脑细胞,可以支持附近的受损细胞,最近已被发现与抑郁症的发作有关。在多媒体艺术家 Parent 和麦吉尔大学神经科学博士候选人 O’Leary 的互动装置中,当参与者靠近时,金属丝星形胶质细胞复制品会亮起,而当参与者走开时,复制品会变暗,这反映了抑郁症和孤独感之间的循环关系。

致谢:Ana Jakovljevi
荣誉提名 春季的神经元周围网
作者:Ana Jakovljevi
塞尔维亚贝尔格莱德大学的生物学家 Jakovljevi 制作了一个神经元周围网的金属丝复制品——这是一种包裹在中枢神经系统中发育的神经元周围的组织网。这些结构可能是理解人脑神经可塑性的关键。Jakovljevi 在一份声明中说,这些花朵代表了“神经元结构的 beauty”。

致谢:Rik Gern
编辑精选 向内和向外看
作者:Rik Gern
艺术家 Gern 在对其验光师提供的视网膜扫描图上叠加了异想天开的风景和繁星点点的天空,他在对这张图像的描述中写道:“眼睛可能是通往灵魂的窗户,但视网膜是通往大脑的窗户”。视网膜层内的光敏细胞会触发视神经,视神经形成我们看到的视觉图像。

致谢:Kevin Batenburg 阿姆斯特丹自由大学神经基因组学和认知研究中心
编辑精选
“三维生长的人类神经元”
作者:Kevin Batenburg
这张三维快照捕捉到了色彩缤纷、蜿蜒的神经轴突的景象,由阿姆斯特丹自由大学的功能基因组学研究员 Batenburg 拍摄。以三维方式研究细胞可以让科学家更全面地了解神经元在阿尔茨海默病等疾病中所起的作用。

致谢:Claudio Polisseni
编辑精选
“我只是一名神经胶质细胞,站在神经元面前,请求它爱我”
作者:Claudio Polisseni
如果没有周围和支持神经元的神经胶质细胞,神经元会怎样?德国法兰克福马克斯·普朗克大脑研究所的物理学家 Polisseni 认为,什么也不是。他拍摄了这张神经胶质细胞(紫色,左)包裹着神经元(黄色,右)的图像。

致谢:Dan Jagger 伦敦大学学院耳科研究所
编辑精选
“面对面”
作者:Dan Jagger
这张图像显示了椭圆囊斑内细胞的镶嵌图,椭圆囊斑是内耳中帮助维持平衡的薄膜。毛细胞敏感的立体纤毛束(染成绿色)提示大脑内耳内液体运动的变化。该图像由伦敦大学学院的生理学家 Jagger 拍摄。

致谢:Michele Angelo Colombo 米兰大学
编辑精选 行走的大脑
作者:Michele Angelo Colombo
意大利米兰大学的神经科学家和艺术家 Colombo 将脑电图 (EEG) 中的脑电波绘制为一个在二维平面上移动的单点。根据 Colombo 的说法,来自原始 EEG 的数据点之间的角度变化对应于点移动时的方向变化。这项技术提供了一种可视化和分析来自 EEG 数据的新方法。
*摄影编辑 Liz Tormes 担任了本次比赛的评审团成员。