未來腦研究技術

主編瑪麗埃特·迪克里斯蒂娜介紹《大眾科學》2014年3月刊

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1990年,美國國會和總統喬治·H·W·布什宣佈啟動“腦的十年”,旨在“提高公眾對腦研究益處的認識”。成像技術的進步為我們提供了更好的方法來窺視我們大腦內部宇宙的運作方式。研究人員利用成像技術進一步探索思維型別與血流量增加或神經電活動之間的相關性,這些都是大腦工作區域的間接指標。在新聞報道中,我們都看到了許多精美的彩色圖片,顯示某些大腦區域在被認為參與某種處理時“亮起”。如果說這還不是完全理解這樣一個複雜器官(擁有數十億個神經元和數萬億個神經連線)的方式,至少這是一個開始。

作為腦研究的長期觀察者(我曾負責我們姊妹雜誌《大眾科學·心靈》的創刊,該雜誌將於今年晚些時候慶祝創刊10週年),我一直在密切關注這些進展。現在我們正邁入一個新時代,這個時代將不再以(考慮到現有工具的必要性)試圖理解這塊或那塊腦組織作用的還原論策略為主要特徵,而是更多地以網路為中心的理解任何活動中涉及的複雜系統。

《大眾科學》的作者已經描述了他們在諸如精神疾病的神經迴路基礎(參見托馬斯·R·因塞爾的“故障電路”;2010年4月)和模擬人腦(參見亨利·馬克拉姆的“人類大腦計劃”;2012年6月)等領域的研究。去年,奧巴馬政府宣佈了透過推進創新神經技術進行腦研究(BRAIN)計劃,2014年的資助水平超過1億美元。該計劃加入了人類大腦計劃,這是一項由歐盟資助的16億美元、為期10年的專案。


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在我們的封面故事中,從第38頁開始,神經科學家拉斐爾·尤斯特和遺傳學家喬治·M·丘奇預覽了令人興奮的工具,用於探測我們在此“腦的新世紀”中預期的溼件。挑戰:理解860億個神經元的嗡嗡聲,思想和情感等屬性由此產生。工具:創新技術,例如用於記錄腦細胞活動的數萬個電極陣列和光啟用化學開關,可以開啟或關閉神經迴路。我迫不及待想看看接下來會發生什麼。

參賽作品開放

13至18歲的科學家:2014年穀歌科學展覽會——以及贏取50,000美元大眾科學行動科學獎的機會——現已開放報名。該獎項旨在表彰透過應對環境、健康或資源挑戰而產生實際影響的專案。報名截止日期為5月11日。欲瞭解更多資訊,請訪問www.ScientificAmerican.com/science-in-action

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