原創 我是科學家 我是科學家iScientist 收錄於話題#我是科學家 · 演講預告112個
10月25日，「我是科學家」將舉辦第28期活動
「AI：人工智慧，或者愛」
本期演講嘉賓
溫泉
中國科學技術大學生命科學學院教授
合肥微尺度物質科學國家研究中心教授
《蟲蟲總動員，讓ta教我們做運動！》
溫泉採訪視頻：
在中國科學技術大學生命科學學院教授溫泉眼裡，研究神經科學像在汪洋大海中釣魚。
人的大腦神經元超過100億個，如果將大腦比作海洋，神經元就是海裡數不清的魚。「你每次只能釣一條魚，然後分析釣到什麼魚。根據這些信息，你就猜測或許海裡的魚大部分都是這種情況。」
想要研究清楚大腦裡每一個神經元，無異於摸清海裡每一條魚，所以溫泉跟許多神經科學家一樣，選擇小動物模型作為切入點。「比如說有300個神經元的秀麗線蟲，或者10萬個神經元的斑馬魚，因為進化的緣故，我們和這些小動物之間，有很多共通的地方。」
秀麗線蟲幼蟲頭部的神經元，由導入的綠色螢光蛋白顯色。| Wikimedia Commons, Heiti Paves / CC BY-SA(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)
「人類有某種情緒時會釋放神經遞質，比如多巴胺、五羥色胺。小動物雖然不會說話，不會表達幸福、抑鬱、悲傷等情緒，但卻擁有相同的神經遞質。」溫泉希望，藉由簡單的動物模型，尋找背後生物共通的規律，從而理解更複雜的人類思維，以及終極哲學問題——
「大腦是怎麼工作的？什麼是意識？什麼是思維？我們有沒有自由意志？我們如何控制人類的行為？」這些問題從亞里斯多德時代就被哲學家提出，然而苦於沒有尋求答案的手段，所以科學家所能做的是暫時對這些問題置之不理。
20世紀90年代後，隨著神經科學領域的飛速發展，人類開始逐漸掌握尋求這些答案的技術。「比如，為了研究秀麗線蟲的運動控制，我們需要定量地描述它的運動方式——拍攝它運動的圖像，然後分析、抽取這些運動圖像當中的模式，這中間就用到很多圖像處理、機器學習等技術。」
了解了秀麗線蟲運動機制後，溫泉團隊嘗試反過來操控神經元，從而控制秀麗線蟲的運動。「通過用不同顏色的光來刺激單個神經元，設計人員可以控制，讓它動還是停，前進還是後退，以及更精細的運動模式。」
溫泉希望這項技術，能幫助行走或者運動有障礙的病人。「如果你有辦法記錄人腦區的神經元活動，知道他想做什麼，然後再去刺激相應的腦區，就能幫助他完成那些動作，這是一件非常有意義的事。」
除了秀麗線蟲，溫泉的實驗室也研究斑馬魚。「它的神經元數目更多，是秀麗線蟲幾個數量級以上。我們很好奇，一旦有這麼多神經元參與，做某些事情時，會不會有新的模式。就好像，一個只有300人的公司和10萬人的企業，他們的工作方式或者管理方式，肯定會有很大不同。」
一條成年雌性斑馬魚 | Wikimedia Commons, Azul
「我們現在還處於研究的早期階段，在斑馬魚捕食過程中，我們觀測到了全腦中大部分神經元的活動。但是這個數據量非常龐大，要處理這些數據，從中找到規律，可能要發展新的數學、理論、或者數據處理方式。」溫泉介紹，這是一個非常跨學科的項目，從轉基因斑馬魚、圖像處理，到數據建模，需要各個領域的人參與，「或許，我們的工作為未來研究更複雜的系統，奠定了很好的基礎。」
雖然斑馬魚項目還在初期，但溫泉表示這是一個非常令人振奮的方向。「我比較希望能做新的領域，有很多問題可以挖掘。」
在溫泉眼裡，科學家做的最主要的一件事是拓寬知識的邊界。「我覺得一些花言巧語的東西沒必要，只要求真、求實，能拓寬整個人類知識的邊界，我覺得就可以了。」
10月25日，歡迎來合肥市科技館西二樓學術報告廳，聽溫泉老師講對小動物施展讀心術的故事。
監製：吳歐
策劃/編輯：麥芽楊
撰稿：範可鑫
排版：雷昱兒
2020年10月25日14:00-16:30
合肥 · 合肥科技館西二樓學術報告廳
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1. 進入報告廳前請有序排隊，保持一米間隔；
2. 主動接受體溫檢測；
3. 報告廳入口處配備洗手液，進入前請進行消毒，進入報告廳後根據標識主動隔位就坐。
原標題：《溫泉：蟲蟲總動員，讓ta教我們做運動！》
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