記錄神經細胞信息 打開神經系統科學新紀元

2021-01-08 央視網科教

  大腦科學家已經研製出一種能夠發現並且記錄活的老鼠大腦神經元個體信息的機器人。機器人已經成為現實世界中的大腦科學家。以後,這些相同的機器人能夠研究人類如何思考,甚至能向大腦傳遞特定藥物來治療比如精神分裂症、帕金森症、孤獨症和癲癇等疾病。

研究人員已經研發出一種程序來研究活體大腦內神經元的腦電活動

  自動化機器人程序是眾所周知的,儘管非常耗費時間、困難而且令人無法想像,目前為人類神經系統科學家工作而出名的是全細胞膜片鉗。麻省理工學院對這項技術作出解釋:需要將一個微小的凹窩載玻片吸液管與一個神經元的細胞膜像接觸,然後在細胞膜上打開一個小氣孔來記錄細胞內部的腦電活動。

  這項技術花費了研究生Suhasa Kodandaramaiah四個月的時間來學習。他在一篇新聞報導中說道:「當我熟悉這項技術的時候,我能感覺到即使它是一門藝術形式,它也能成為一種能夠由一個機器人執行的程序化工作和決定。」

  因此那就成了他和他的同事們現在在做的事情-研製一個機器手臂,能夠以人類所不具備的更高精密度和速度把玻璃吸管插入麻醉的老鼠體內。《自然方法學》5月6日的報導中描述了他們的程序。同樣的技術能夠用於確定細胞的形狀,而且他們正努力用一種方法來提取細胞內液來讀取它的基因信息。

  麻省理工學院的新聞報導把它稱之為機器人學的新紀元:

  研究人員們正在致力於按比例增加電極數量,以此來一次性記錄多重神經元,這或許能夠讓他們確定大腦的不同部分如何連接。他們同時也和合作者一起開始對大腦中發現的數千種神經元進行分類。這張大腦「部件清單」將不僅通過最普通的分類方法-它們的形狀進行區分,而且能通過腦電活動和基因信息進行區分。

  研究團隊成員克雷格-福裡斯特說到:「如果你真的想了解神經元,你可以看它的形狀,而且也可以看它如何放電。那麼如果你提取了基因信息,你就能真正了解正在發生什麼事情。現在你都了解了,那就是整個畫面。」

  雖然這項研究確實為神經系統科學打開了一個新的紀元,有人這些機器人有一點害怕嗎?

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