万网 公司网站链接,seo站长,维护网站一年多少钱,天津小程序网站开发公司“本文来源于药明康德微信公众号#xff08;ID#xff1a;WuXiAppTecChina#xff09;”除非我们弄清楚如何在健康人体中获得神经元的电活动#xff0c;否则不会在理解人类大脑或疾病方面取得任何进展。 Were not going to make any progress towards understanding the hu… “本文来源于药明康德微信公众号IDWuXiAppTecChina”除非我们弄清楚如何在健康人体中获得神经元的电活动否则不会在理解人类大脑或疾病方面取得任何进展。 Were not going to make any progress towards understanding the human brain or human diseases until we figure out how to get at the electrical activity of neurons in healthy humans.演讲实录我想跟你们聊一些关于神经科学的事情。我是一名物理学家。大约三年前我从物理学转到研究大脑如何工作。我有一些发现。很多人都在研究抑郁症。这真的很好抑郁症是我们真正想要理解的东西。这是我们的研究方法拿着一个罐子用水把它装满大约一半。然后你拿一只老鼠把老鼠放进罐子里。好。老鼠游动了一会儿然后在某个时候它变得累了并决定停止游泳。当它停止游泳时那就是抑郁症。好吗我学过理论物理学我习惯了用非常复杂的数学模型来精确描述物理现象所以当我看到这是抑郁症的模型时我对自己说“哦我的上帝我们有很多工作要做。”但这是神经科学面临的一个普遍问题。例如采集情绪。很多人都想理解情绪。但你不能研究老鼠或猴子的情绪因为你不能问它们是什么感觉或经历。因此相反那些想要理解情绪的人通常最终会研究所谓的动机行为比如“老鼠想要奶酪时会做什么”。好吧我可以继续。我的意思是重点是NIH每年花费大约55亿美元用于神经科学研究。然而在过去的40年中脑部疾病患者的预后几乎没有显着改善。我认为其中很大一部分主要是由于老鼠可以作为癌症或糖尿病的模型但老鼠大脑不足以代表人类心理或人类脑部疾病。那么如果老鼠模型如此糟糕我们为什么还在使用它们嗯大脑由神经元组成神经元是这些小细胞它们将电信号发送给彼此。如果你想了解大脑如何工作你必须能够测量这些神经元的电活动。但要做到这一点你必须用某种电记录装置或显微镜去真正接近神经元。所以你可以在老鼠身上做到这一点你可以在猴子身上做到这一点因为你可以将物体放入它们的大脑但由于某些原因我们仍然无法在人类身上做到这一点。所以我们就发明了替代方法。最受欢迎的可能是功能性核磁共振成像fMRI它可以制作这些漂亮的图片显示当你从事不同的活动时大脑的哪些部位会发光。但这是一种替代。你不是在测量神经活动。你所做的就是测量大脑中的血流量。哪里有更多的血实际上是那里有更多的氧气你明白了你可以做的另一件事是——脑电图——你可以把这些电极放在头上。然后你可以测量脑电波。这样子你实际上是在测量电活动。但你不能测量神经元的活动。你在测量这些电流在你的大脑中来回摆动。所以重点是我们所拥有的这些技术在测量其实是错误的东西。因为对于大多数我们想了解的疾病——比如帕金森病就是一个典型的例子。在帕金森病中大脑深处有一种特殊的神经元是导致这种疾病的原因而现在技术并没有你需要的解决方案。所以我们还是只能围绕着动物。不是说所有人都想把老鼠放进罐子里研究抑郁症对吧只是有这样一种普遍的意识——不可能看到健康人的神经元活动。所以这就是我想要做的。我想带你进入未来。看看我认为有可能的一种方式。我想说我没有全部的细节。我只是想给你们提供一个方向。但我们要去到2100年。2100年是什么样子好吧首先气候比你习惯的更暖。你所认识和喜欢的机器人吸尘器经历了几代改进并不总是那么好。这并不总是更好。但实际上在2100年大多数事情都令人惊讶地被识别出来。只是大脑完全不同。例如在2100年我们了解阿兹海默病的根源。所以我们可以提供有针对性的基因疗法或药物在退化过程开始之前阻止退化。我们是怎么做到的嗯基本上有三个步骤。第一步是我们必须想出一些方法来通过头骨获得电连接以便测量神经元的电活动。不仅如此它还必须简单和无风险。基本上每个人都可以接受比如穿刺。回到2017年我们已知的穿过头骨的唯一方法就是钻一个二十五美分硬币大小的洞。你不会想让别人这么对你的。所以在2020年代人们开始尝试不要钻这些巨大的洞而是钻微小的孔比一根头发更小。这个想法实际上是为了诊断——在诊断大脑疾病的很多时候我们想要能够看到头骨下面的神经活动钻这些微孔对患者而言更加容易。最后这就像打针。你只要进去坐下来有一件东西落在头上一个瞬间的刺痛然后就完成了你可以回到正常的一天。所以我们最终可以用激光来钻孔。激光的速度非常快而且非常可靠你甚至无法分辨出这些洞在哪里就像你不能够分辨出一根头发不见了。我知道这听起来可能很疯狂使用激光在你的头骨上钻孔但在2017年人们可以接受外科医生将激光射入他们的眼睛进行矫正手术所以我们已经这么做了这不是什么大颠覆。所以下一步发生在2030年代不仅仅是穿过头骨。为了测量神经元的活动你必须真正进入脑组织本身。而且无论什么时候将某些东西放入脑组织时风险基本上就是中风。这些异物会导致血管爆裂引发中风。所以到了2030年代中期我们发明了能够围绕血管而不是穿过它们的柔性探针。因此我们可以将这些探针放入患者的大脑中并记录数千个神经元的活动而不会对人体造成任何风险。我们惊讶地发现可以识别的神经元对想法或情绪等事情没有反应这是我们所期望的。它们主要是对Jennifer AnistonHalle Berry或Justin Trudeau等人有反应。我的意思是事后看来我们不该那么惊讶。我是说你的神经元大部分时间都在想什么但实际上关键是这项技术使我们能够开始研究个体的神经科学。就像向遗传学转变到单细胞水平上一样我们开始在单一的人体水平上研究神经科学。但我们还没有到那一步。因为这些技术仍然局限于医疗应用这意味着我们正在研究病态的大脑而不是健康的大脑。因为无论技术有多安全你都不能为了研究目的而把某些东西放进某人的大脑中。人们必须自愿这么做。他们为什么愿意因为只要你与大脑有电连接你就可以用它将大脑连接到电脑上。哦好吧你知道公众一开始会很怀疑。我是说谁想把自己的大脑和电脑联系起来那么想象一下能够用意念发送一封电子邮件。想象一下你能用眼睛拍照。想象一下你永远不会忘记任何事情因为任何你选择记住的东西都会永久存储在某个硬盘上可以随时回忆。疯狂和梦想之间的界限从来就不是很清晰。但这个系统是安全的。因此当FDA决定放松对这些激光钻孔系统的监管在2043年商业需求刚刚爆炸式增长。人们开始这样回电子邮件“请原谅任何错别字。这是我的大脑发的。”商业系统出现提供最新和最大的神经接口技术。有100个电极。一千个电极。每个月只有99.99高带宽。很快每个人都会拥有这套系统。这是关键。因为在2050年代如果你是一名神经科学家可能会有人从街上进入你的实验室。你可以让他们从事一些情绪任务、社交行为或抽象推理这些事情你永远无法在老鼠身上研究。你可以通过他们已有的接口记录神经元的活动也可以问他们正在经历什么。所以你永远无法在动物身上获得的心理学和神经科学之间的这种联系突然间就出现了。所以也许经典的案例是发现了洞察力的神经基础。那“啊哈”一瞬间所有这一切都连在一起闪光时刻。这是由两位科学家在2055年发现的Barry和Late在背侧前额叶皮质中观察到在试图理解某个想法的人的大脑内部不同的神经元群会如何重组——你在这里看到的橙色代表神经活动——最终这些活动排列组合形成正反馈。然后形成了理解。最后我们能够了解使我们成为人类的东西。这就是真正为医学提供重要见解的途径。因为从2060年代开始能够记录这些不同精神疾病患者大脑中的神经活动而不是像本世纪初那样根据症状定义疾病根据我们在神经层面观察到的实际病理来定义它们。举个例子就多动症ADHD而言我们发现有几十种不同的ADHD都在本世纪初被称为多动症其实它们彼此没有任何关系只是有类似的症状。它们需要以不同的方式解决。回想起来这有点令人难以置信在本世纪初我们一直在用相同的药物治疗所有这些不同的疾病只是给人们安非他明基本上就是我们正在做的。精神分裂症和抑郁症也是这样的。因此我们不再像现在一样随机开药而是学会了如何预测哪些药物在哪些患者中最有效这使得结果产生巨大改善。好吧我现在想带你回到2017年。其中一些听起来很讽刺甚至有点牵强。有一些确实是这样。我的意思是我无法预知未来。我不知道30年后我们是否会在脑袋里钻成百上千个微孔。但我可以告诉你们的是除非我们弄清楚如何在健康人体中获得神经元的电活动否则我们不会在理解人类大脑或人类疾病方面取得任何进展。今天几乎没有人正在研究如何做到这一点。这就是神经科学的未来。我认为现在已经到了神经科学家放下老鼠大脑并且投入必要的精力和资金来了解人类大脑和人类疾病的时候了。谢谢。▲Sam Rodriques是麻省理工学院脑与认知科学系博士他设计了一种新的纳米工程技术和用血流探针检测神经活动的新方法旨在了解大脑细胞的空间组织和神经元随时间的转录活性。注图片来源TED视频未来智能实验室是人工智能学家与科学院相关机构联合成立的人工智能互联网和脑科学交叉研究机构。未来智能实验室的主要工作包括建立AI智能系统智商评测体系开展世界人工智能智商评测开展互联网城市云脑研究计划构建互联网城市云脑技术和企业图谱为提升企业行业与城市的智能水平服务。 如果您对实验室的研究感兴趣欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”
