支持
联系我们

电话:+86 28 8533 6082

传真:+86 28 8533 5720

电子邮件:85593961@qq.com

qq:85593961

地址:中国 成都 高新孵化园 天河孵化器 B-C-15

神经科学的研究是多学科、多层次的。神经科学的每一次飞跃几乎都与某种研究方法的出现有关。

在对神经学科研究技术的了解过程中,我们发现了它的技术种类是如此的惊人:其它生命科学专业根本不需要生物化学、分子生物学、基因学、电生理学、显微学、组织学、行为检测、人类成像技术,甚至电子学,和各种计算机编程语言。


1536109773.jpg


在与医生或者研究者们的交流中,我们有可能听到他们说:“我不清楚电生理记录下来的这些波纹线的含义”或者“这个图形在医学上表示什么,它代表什么意义?”,这些问题,即使万能的度娘、GOOGLE也没能对标准提出全面的深入介绍。我们也会遇到这样的一些疑问,“当发生这种反应或图形时,我注入某种蛋白或是做某种刺激后,它会有什么样的结果?”或是“这太复杂了,我无法通过我的眼睛观察,我不知道什么时候开启那些仪器,它的反应时间太快了。你就不能简单地让它自动开启?”


1536109831.jpg


一种新的循环研究方法运运而生,记录刺激闭环系统。简单来说就是研究者们通过记录生物电信号、功率谱信号,进行数据处理和分析,通过研究者们所研究的领域总结出新的规律,形成刺激条件,根据刺激条件,对个体进行光、电刺激并得出刺激后产生变化数据的一种循环研究方法。

还记得人类最早的脑机接口吗?


在1963年的英国,Burden Neurological Institute的Grey Walter医生用当时非常前沿的脑电技术和他的病人开了个“玩笑”。这些癫痫病人因为确定脑内病灶的需要,做了手术,脑内放了电极,贴近大脑皮层,可以获取非常清晰的神经活动。因为电极比较大,记录阻抗低,虽然不能记录单个神经细胞的放电,但能记录到电极周围神经细胞共同活动的场电位(Field Potentials)。这些病人会带着电极在医院生活一两周。Walter医生突发奇想,在病人们欣赏风光幻灯片的时候,偷偷把脑电电极连接到了自己发明的“电位转换器”上,把病人大脑运动皮层的场电位信号,转换成了幻灯机换片的控制信号。于是“心想事成”的奇迹发生了:病人每次打算换片,但还没有按动按钮时,幻灯机就已经知道了他的想法,自动换片了!这是脑机接口技术的第一次完整实现:采集大脑神经信号,翻译转换后控制外部设备。


1536109888(1).jpg


这个概念在当时非常超前,只有科幻电影中才会出现。这个“玩笑”背后是Walter医生通过对脑电活动的定量测量和深入探索,发现了与注意和期待有关的脑电活动。在此之前,所谓“脑电”仅仅指每秒10次左右的节律性起伏(Alpha波),通过这种起伏可以推测人脑的警觉状态,不能反映精细的思维活动。Walter医生也是个非常优秀的工程师,他采用多次平均技术,去除噪声,得到脑电发明以来最“纯净”的脑内活动波形——事件诱发电位(Event Related Potential , ERP),从此科学家通过事件诱发电位定量研究大脑对外界视觉听觉刺激的响应规律,以及大脑内部认知过程的展开,从此打开了一扇研究人脑的新窗口。


让我们再来看看2016年7月新鲜出炉的美国MEDCITY NEWS:


1536109943(1).jpg




可以预见,未来将会有越来越多的有关记录刺激(或控制)闭环的治疗方式及科技运用应运而生。正如卡哈尔运用高尔基染色法极大拓展了我们对神经系统的了解;Hubel和Wiesel使用胞外记录技术研究了视觉系统是如何记录和处理信息的……而这种研究方法是否有效,每一种算法是否正确并持续的发生影响,取决于科学家们不懈的记录—分析--刺激—再记录—再分析—再刺激……的循环研究,这就是记录刺激的闭环系统(Close-loop System)