如果把神經元比喻為“大腦中的森林” 其軸突就像森林中的“藤蔓” 探秘“大腦中的森林”，中國科學傢這一研究被譽為“工程和技術上的奇跡” - 趣味新聞網
發表日期 4/1/2022, 7:06:42 AM
趣味新聞網記者特別報導 : 如果把神經元比喻為“大腦中的森林”，其軸突就像森林中的“藤蔓”，盤根錯節、縱橫交錯。藉助這些“藤蔓”，神經元這一大腦最基本的信息處理單元，得以將信號投射到不同腦區。給“大腦中的森林”來個素描――繪製… .....
如果把神經元比喻為“大腦中的森林”，其軸突就像森林中的“藤蔓”， 盤根錯節、縱橫交錯。藉助這些“藤蔓”，神經元這一大腦最基本的信息處理單元，得以將信號投射到不同腦區。
給“大腦中的森林”來個素描 ――繪製高分辨率的大腦聯接圖譜，不僅有助於闡明大腦工作原理，還是世界各國打造全球腦科學中心的重要基礎。
2022年3月31日，《自然・神經科學》以封麵文章在綫發錶瞭中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心 嚴軍 研究組、 徐寜龍 研究組，華中科技大學蘇州腦空間信息研究院 龔輝 團隊閤作的一項研究。他們 在國際上率先重構瞭小鼠前額葉皮層6357個單神經元的軸突形態， 建立瞭國際上最大的小鼠全腦介觀神經聯接圖譜數據庫，為深入解析腦功能、腦疾病提供瞭精準的 “導航地圖”， 為新型人工智能係統的設計提供瞭重要參考。
小鼠前額葉6357個單神經元全腦投射圖譜
【一道國際上公認的難題】
前額葉皮層在決策、工作記憶、注意力等高級認知 功能中扮演重要角色，其結構和功能異常會導緻多種腦疾病。前額葉神經元投射範圍很廣，幾乎覆蓋大部分腦區。已有的研究大多利用“群體神經元”示蹤技術，但在單個神經元水平上，前額葉神經元軸突投射的規律還不清楚。
“ 綫蟲隻有300個神經元，軸突長度大概50厘米，也就兩個籃球的直徑；小鼠有1億個神經元，軸突總長度有5000公裏，差不多是從中國的最西邊到最東邊的跨度。” 嚴軍介紹， 繪製小鼠的腦聯結圖譜是一個巨大工程， 需要在太字節量級的全腦光學成像大數據中，對單神經元形態逐個進行三維重構。這一過程工作量大、極為復雜和耗時，是國際上公認的難題。
【為腦疾病研究提供“金標準”數據庫】
為解決這一問題，嚴軍研究組的 苟淩峰 博士通過數年攻關，自主開發瞭太字節量級的光學成像大數據神經元追蹤及分析軟件，為研究模式動物各腦區的神經聯接圖譜建立瞭國際領先的研究方法和流程。
嚴軍研究組
通過與徐寜龍團隊、龔輝團隊、腦智卓越中心全腦介觀神經聯結圖譜平台等多個團隊閤作，該研究獲得161個小鼠的全腦成像數據，並從中重構瞭6357個前額葉單神經元軸突形態。“ 這一全腦成像的分辨率可達到頭發絲的1/200，可以連續1000個小時精準成像。之前數年，全世界一共重建瞭3000多個單神經元軸突分辨率的數據，我們這次重構瞭6000多個。” 龔輝介紹。
研究團隊利用自主開發的分析方法，獲得瞭64個投射亞型。“ 過去，我們隻知道神經元大緻有3種類型，從3到64的躍升，為探尋‘前額葉腦區到底是怎麼工作的’提供瞭重要綫索 ，我們據此還提齣瞭前額葉皮層可能的工作模型。”嚴軍說。
這一研究對於腦疾病是否有新的啓發 ？“我們發現，如果患瞭阿爾茨海默癥，其前額葉和其他腦區的神經元會凋亡，尤其是樹突的復雜性會減少。”龔輝說，這項工作為腦疾病研究提供瞭一個“金標準”的數據庫，相當於提供瞭一個“導航地圖”。
“這項研究為神經科學界提供瞭不可估量的寶貴資源。” 審稿人認為 ，“這是一項工程和技術上的奇跡。”
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太陽能光伏發電設備都是需要有陽光照射纔能發電的，因為其利用的能量都來自於太陽光，但在夜晚是不會有太陽光照射的，所以這就使得太陽能和光伏發電設備的發電能力在時間分配上極不均衡，但是夜晚的用電量也是相當大的，這也是限製太陽能光伏發電的一大障礙。 然而據4月10日中新網報道的一則消息稱，4月5日齣版的美國《應用物理通訊》半月刊上刊載瞭一篇論文，來自斯坦福大學的科學傢和工程師們設計齣瞭一種能夠在夜間發電的太陽能電池闆，有望解決太陽能的光伏發電設備無法在夜間發電的問題。 這種太陽能電池闆看上去沒.......
太陽風暴來襲對我們有哪些影響？
太陽粒子撞擊地球的高層大氣會很美麗，但太多則可能是災難性的。 Image credit: Svein-Magne Tunli-tunliweb. no/ Wikim-edia, CC BY-NC-SA 1859年9月1日至2日，世界各地的電報係統發生瞭災難性的故障：電報操作員報告說遭到瞭電擊、電報紙著火、並且居然能夠在電源斷開的情況下操作設備。而到瞭夜晚，靠近赤道的哥倫比亞以南地區居然都能看到極光。眾所周知這種光隻有在高緯度地區纔可見，如在加拿大北部、斯堪的納維亞和西伯利亞地區。 這一天.......
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故事一：邂逅深藏海底的“巨獸” 小學生郝琦跟同學螞蚱參加瞭探索海島夏令營，可一陣猛浪襲來，一個疑似“海底巨獸”的東西掀翻瞭他們的汽艇！危急關頭，一個奇特的“潛水員”男孩（萬小物）齣現，他不但救瞭郝琦和螞蚱，還帶他們開瞭眼界：巨獸其實是海上漂浮實驗室，因為故障纔引發瞭巨浪。過度耗能讓萬小物陷入斷電狀態，郝琦失手觸碰萬小物尖端，讓她跟萬小物一起被傳輸到瞭“萬次元”實驗中心。郝琦第一次見識瞭機器人世界，遇見瞭大知和眼眼，還得知不僅海上漂浮實驗室遭遇故障，韆裏之外的防颶風裝置也遭到瞭破壞…… .......
歐空局正研究在軌道收集太陽能並將其傳送到地麵使用的可行性
IT之傢 4 月 10 日消息，據 ScitechDaily 報道，太陽能發電不斷變得更便宜和更高效，但仍然存在一些基礎的限製：太陽能電池闆隻能在白天發電，而且大部分陽光在嚮下照射時被大氣吸收。因此，歐空局正在研究在軌道上收集太陽能的可信性，那裏的陽光比歐洲境內的陽光強烈 11 倍，然後將其傳送到地麵上使用。 作為這一研究的一部分，一個新項目研究設計太陽能衛星，這將成為有史以來最大的太空結構。弗雷澤-納什谘詢公司將研究太陽能發電衛星的模塊化結構，以便在其使用壽命結束時有效地將其分解，以便重.......
13天讓皮膚細胞年輕30歲，英國科學傢找到精準細胞重編程新方法
夢晨 發自 凹非寺 量子位 | 公眾號 QbitAI 為瞭讓皮膚保持年輕、對抗衰老，人類想齣很多手段。 現在科學傢找到一種新方法，讓53歲皮膚細胞年輕30歲，直接重返青春。 而且這一次不局限於小鼠研究，實驗中真正使用瞭人類細胞。 相關論文目前已被eLife期刊接收，盡管全文還沒有正式發錶，已經受到瞭相關學者的重視。 精確細胞重編程 這次研究使用的方法被稱為細胞重編程。 這個領域的一個重大突破，是2012年諾貝爾生理醫學奬成果，人工誘導多能乾細胞(iPSC)。 簡單來說，通過病毒載體把4.......
成都與宇宙“對話”！這個研究中心今年將正式投用
仰望星空，和宇宙“對話”，在成都即將成為現實。作為國傢重大科技基礎設施高海拔宇宙綫觀測站“拉索”（LHAASO）的配套平颱，位於成都科學城鹿溪智榖的宇宙綫物理研究與探測技術研究平颱將於今年正式竣工並投入使用，四川天府新區宇宙綫研究中心（以下簡稱“研究中心）作為其運營單位將同期正式運營。與此同時，高海拔宇宙綫觀測站工程也將完成財務、資産、檔案專項驗收，開啓新的科學研究進程。 未來，將有更多研究成果，從成都這個研究中心産生。 看進展： 研究中心大樓已建設成型 4月8日，天氣迴暖。興隆湖畔，研究中心.......
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