 对于神经科学来说，2019年是一个疯狂之年。我去年也这样说过，但这正是技术加速发展的本质：技术在不断进步。  这里有理论上的决战：一场关于意识在大脑中产生的战争，关于为什么我们的大脑如此强大的疯狂的创造性理论，以及任何物种的第一个完整的大脑接线图。今年还诞生了“混合型”脑图谱，试图从多个层面——基因、分子和线路——来询问大脑功能，将单个地图合成多个综合层面。 大脑器官也是疯狂的一年。这些实验室培育的不比小扁豆大多少的脑组织块，激发了类似早产儿的活动，使孤立的肌肉抽搐，现在可以被克隆到一大群几乎相同的“兄弟姐妹”中进行实验，引发新一轮关于它们是否能获得意识的争论。  当然，神经科技也在蓬勃发展。通过对神经元和电路如何通过复杂的“神经代码”相互通信的洞察，我们离解码大脑越来越近了。心理控制假肢是一个老新闻；现在的前沿是设计能真正感觉到的机器人肢体。对我们感觉皮层的洞察激发了基于光的神经系统，给机器人带来了大量的感觉。经过多年的猜测，埃隆·马斯克的《神经网络》终于面世，一个疯狂的西部脑-机接口也如雨后春笋般涌现出来，希望有一天能在不需要手术的情况下修复断裂的脑回路。 这已经是很大的成就了。但在我们即将结束这一年之际，有四个令人费解的故事仍然萦绕在我心头，它们是关于死亡的本质、读心术的前景，以及可能最终帮助我们战胜阿尔茨海默病的新途径。 1.科学家重新启动大脑，模糊了生与死的界限  大脑是一个功能强大但极度敏感的器官，很容易受伤。一旦失去氧气和营养，细胞会在一小时内开始死亡。这就是为什么，撇开僵尸的传说不谈，科学家们曾经认为，人死后几小时内，几乎不可能恢复大脑的任何功能。 不正确的。今年4月，耶鲁大学(Yale University)的一个研究小组报告称，他们在死后4小时成功探测到了猪脑内的电流活动。结果出人意料：研究小组最初是为了开发一种系统，帮助大脑在出于实验目的摘除后保持完整性。它的效果超出了团队的预期。不可能说大脑是有意识的，也就是说，他们是否意识到自己被复活了，尽管这是非常不可能的(我是说极不可能)。当研究小组在最初的实验中发现意识背后广泛、协调的电活动的迹象时，他们对未来的实验大脑进行麻醉，以阻止这种联合放电，从而大大降低了意识在这些大脑中出现的几率。 尽管如此，这项研究表明，大脑对诸如中风或创伤等伤害的恢复能力比之前认为的要强得多。从长远来看，它会问我们是否有一天会有一种类似于心脏复苏术的大脑。如果是这样，那么大脑在与身体分离后还能保持多长时间的健康呢?我们可能已经在死亡的未知领域迈出了第一步。 2.“大脑互联网”为可能的人类“蜂巢思想”奠定了基础 几年前，Miguel Nicolelis博士将动物的大脑链接到一个互联网，该互联网使每个大脑可以共同解决一个常见问题。当通过植入的电极相互连接时，动物以一种“蜂巢”大脑的方式使大脑的电活动同步。 Nicolelis现在已经在人体进行了相同的实验（不需要手术）。在一项神经工程学的壮举中，研究小组使用非侵入性脑电图仪（EEG）读取了两个人的脑电波，并通过用电磁脉冲拍打他们的大脑来将这些信号“发送”给第三人（一种称为经颅磁刺激的技术），或称TMS。五组人一起用他们的脑电波解决了一个类似俄罗斯方块的游戏，准确率超过80%，即使研究人员引入了噪音。 一个警告：该系统被操纵，以使神经技术无法检测到“思想”，例如，旋转模块或不旋转。该决定被编码为存在或不存在闪光灯，这对于EEG读取和TMS传递到视觉皮层来说要容易得多。但这仍然是一个强大的概念证明，即使使用我们最基本的大脑读写技术，也可以将人类的思想与顽强的思想联系起来以解决问题。Nicolelis设想了一种由联网的人脑制成的生物超级计算机，可以想象跨越语言障碍，甚至增强认知能力。问题是，如果我们向他人开放自己的思想圣地以获取计算能力，那么在隐私和自主性方面我们将失去什么呢？ 3.阅读技术通过解读语音和视频而获得飞跃  玩俄罗斯方块的合作游戏并不是科学家们推进读心术的唯一途径。今年1月，一个研究小组将深度学习和语音合成技术结合起来，将一个人听到的声音转换成重构的语音。当一个人听别人说话的录音时，这个系统从听觉皮层捕捉到电信号。然后，这些活动模式被一个基于人工智能的语音合成器解码，产生可理解的（如果有点像机器人的话）语音。不幸的是，系统无法解码某人的内心想法。 但是三个月后，情况发生了变化。 另一个研究小组设计了一种“神经解码器”，可以解码从大脑最外层皮层测得的电信号。这些信号不是包含语义信息，而是表示嘴唇、舌头、喉部和下巴的运动。不同的运动模式与不同的声音相关联，解码器可以识别并合成实际可理解的句子。这是第一次，可以通过单独阅读大脑活动来知道某人想说什么，这项技术在问答对话中得到了进一步验证。本月早些时候，另一个研究小组发现，根据大脑运动皮层（通常负责手和手臂运动的部分）的记录，有可能解码单词和音节。这为直接从大脑中阅读“言语”开辟了另一条途径。 值得一提的是，俄罗斯Neurobotics公司的一个研究小组发现，他们可以利用人工智能，仅凭脑波就可以解码人们正在观看的视频片段。与使用植入电极的语音解码研究相比，这里的无创脑电图足以重建自然场景、运动和人脸。 目前，我们的私人想法仍然是私人的，科技主要帮助那些不会说话的人重新与世界联系。但是想想看：如果有一天某家科技巨头让你只用大脑发短信或发帖子，你会(也应该)去做这件事吗？ 4.阿尔茨海默病治疗的热潮  痴呆症是我们这个时代最令人沮丧的神经系统疾病之一。尽管进行了数十年的研究，但几乎所有针对这种有毒蛋白质斑块（称为β-淀粉样蛋白）的阿尔茨海默病药物都失败了。通常，这些药物是分解斑块或中和其毒性作用的蛋白质。 今年，替代性潜在疗法和理论出现了爆炸式增长。 其中一个特别的实验表明，闪烁的灯光和咔哒的声音可能会破坏有毒蛋白质斑块，并改善大脑功能，至少在老鼠身上是这样。这种治疗方法便宜、无创、效果显著，为这个长期挣扎的领域带来了新的希望。还有人认为，脑细胞中的DNA突变打乱了某些基因，这可能是根本原因。还有一些人采用基因疗法来解决阿尔茨海默病的困境，在高危人群中加入一种保护基因变异。 虽然我们还不能说这些新方法会带来什么结果，但有一件事是明确的：我们拥有的科学治疗理念越多，我们在不久的将来最终治愈阿尔茨海默病的机会就越大。 参考来源 Source：SingularityHub This Year’s 4 Most Mind-Boggling Stories About the Brain https:///2019/12/23/this-years-4-most-mind-boggling-stories-about-the-brain/ |
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