神經科學家權衡奧巴馬的“大腦”計劃

缺點包括僅關注一種細胞型別以及關注活動而非神經元網路結構

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今年二月,貝拉克·奧巴馬總統暗示白宮即將宣佈一項大規模計劃,旨在繪製細胞水平的大腦活動圖譜。幾位科學家證實,該專案可能基於2012年6月在《神經元》雜誌上概述的“大腦活動圖譜”提案。《大眾科學·思想》雜誌詢問了幾位頂級神經科學家的看法。

哥倫比亞大學神經科學家、白宮計劃顧問拉斐爾·尤斯特: 大腦活動圖譜可以透過提供前所未有的視角來觀察實驗動物(並有望包括人類)大腦不同部分的大規模活動,從而推進我們的知識。這些資料可以揭示大腦如何在小規模和大規模迴路層面運作,這是我們目前無法看到的。正如如果您一次只能看到電視螢幕上的一個或幾個畫素,就很難看到影像一樣,目前一次只能記錄一個或幾個神經元活動的神經科學工具使得很難看到更大的圖景。大腦活動圖譜可以提供工具,使研究人員和臨床醫生能夠“看到整個螢幕”。

冷泉港實驗室神經科學家和理論生物學家帕爾塔·米特拉: 我們確實需要工具來記錄來自許多神經元的訊號。但是,僅僅增加提供記錄的神經元數量並不能解決神經科學今天面臨的問題:需要更廣泛的方法。解剖網路結構和神經元生理學共同決定了神經元相互交流和影響的多種方式的規律,因此儘管該提案建議僅關注大腦活動,但這些領域也需要以同等力度進行研究。可以說,神經元網路結構的圖譜——而不是活動圖譜——是大腦人類基因組最接近的類比。


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美國國立衛生研究院神經科學家和高階研究員R·道格拉斯·菲爾茲: 繪製大腦中神經元連線的解剖結構是一個重要且必要的步驟。精神分裂症、自閉症和藥物濫用可能涉及運作良好的神經元,但它們在次優或功能失調的網路中運作。但是,這項計劃顯然存在一個重大疏忽。據我所知,該專案不會繪製神經膠質細胞。神經膠質細胞以多種方式調節神經元網路通訊,但與我們對神經元的瞭解相比,我們對神經膠質細胞的瞭解還處於最粗淺的階段。如果這項資助計劃的目標是繪製大腦中的連線,我認為我們應該將所有部分都連線到地圖中,而不僅僅是一種細胞型別。

SA Mind Vol 24 Issue 2這篇文章最初以“推動繪製大腦所有神經元圖譜”為題發表於SA Mind 第24卷第2期(),第18頁
doi:10.1038/scientificamericanmind0513-18a
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