如果你想研究某種東西如何工作,那么一種方法就是把它拆開,然后再組裝上去,10多年以來,一項名為藍腦計劃(Blue Brain Project)的全球性研究項目正在嘗試利用幼年小鼠的大腦來上述操作,目前這項研究計劃僅提供了一項大腦重建的“初稿”,其包含了超過3.1萬個的大腦神經(jīng)元、55個細胞層以及207個不同的神經(jīng)元亞型,相關(guān)研究發(fā)表于國際雜志Cell上。
科學(xué)家們英雄式的努力主要體現(xiàn)在對大腦中所有不用類型的神經(jīng)元進行了描述定義,從而來幫助測定這些神經(jīng)元的電子“點火”特性,以及幫助繪制連接其彼此的回路,大量研究數(shù)據(jù)都可以幫助我們理解大腦神經(jīng)連線的組成元件及邏輯特性,然而獲得一個全面、高分辨率的大腦神經(jīng)元特性及活性分布卻是一項巨大的挑戰(zhàn)。
研究者Henry Markram表示,文章中我們利用工程化的方法、通過數(shù)字化地構(gòu)造大腦皮層回答了這一問題,利用大量數(shù)據(jù)研究者構(gòu)建了一種新型的虛擬大腦薄片結(jié)構(gòu),其可以反映大腦區(qū)域中不同類型的神經(jīng)元以及控制神經(jīng)元激活的關(guān)鍵特性。一旦虛擬大腦重建完成,研究者就可以利用強大的巨型計算機來模擬不同情況下的神經(jīng)元的表現(xiàn),值得注意的是,通過輕微地調(diào)節(jié)其中一種參數(shù),比如鈣離子的水平,研究者就可以開發(fā)出電路水平活性的廣譜模式,而當(dāng)前利用單一神經(jīng)元的特性是無法對這些進行預(yù)測,比如在睡眠狀態(tài)下觀察到的神經(jīng)元火星的慢波同步現(xiàn)象就可以在模擬狀態(tài)下觸發(fā),這就表明,神經(jīng)元回路或許可以開啟形成處于不同重要行為下的不同狀態(tài)。
研究者Markram說道,藍腦計劃的研究者目前正在計劃,在改善當(dāng)前模型的情況下來開發(fā)狀態(tài)依賴性的計算機理論模型,到目前為止,所有的研究數(shù)據(jù)都可以在網(wǎng)站https://bbp.epfl.ch/nmc-portal中獲得。
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