主动修复大脑的神经伤害

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1、主送修复大脑的神经伤害左边是未受伤的脑部，右边是受伤后产生了新神经元的脑部在过去的一个世纪中，绝大多数时间里科学界有一个共识，那就是成年人的大脑不会再产生新的神经元。但是研究人员才推翻了这个理论，但他们仍未弄清新生的神经元在成年人大脑中扮演何种角色。最近有一项研究推测它们的作用之一可能是帮助大脑从创伤性的伤害中恢复正常。研究然元以小鼠为实验对象，他们选择性地控制小鼠脑部海马上的神经发生（神经元的形成），海马是位于新皮质层下的带状组织，它对认人员记忆能力至关重要。随后他们对小鼠的脑部施以钝击，并将能够产生新神经元的小鼠的表现情况

2、与不能产生新神经元的小鼠进行对比。将小鼠放入一个水迷宫内，要求它们寻找隐藏在浑水下的平台。他们发现只有那些神经发生完整无损（注：也就是能够的产生新神经元的）的小鼠能够想出有效的策略找到隐藏的平台，这种技能靠的是空间的学习和记忆能力。研究人员因此得出结论，海马状突起上的神经发生要是不完整，那么大脑损伤后的认知能力的恢复会大大削弱。大脑创伤性伤害后的认知和记忆缺陷非常普遍，而这项研究结果显示我们还需要更多的治疗技巧。如果我们能刺激产生更多的健康的神经发生，那么病人的治疗时间就会缩短，他们的认知能力甚至都有可能恢复，这对于每年数百万

3、大脑遭受创伤性损伤的人来说绝对是个能改变一生的利好消息。经过科学实验开发出来的外部主动干扰。虽然人们的大脑尚不能确定是否能主动修复，但是研究人员使用微弱的磁脉冲，可以清除小鼠脑内不良的神经连接，这个发现可以被用于治疗那些与神经线路异常有关的疾病，如精神分裂症。在经颅磁刺激中，电磁线圈产生电流对脑部进行刺激，根据频率的不同，会对神经连接产生加强或抑制作用。这个技术已经被证实可以改善大脑失调患者（如自闭症和抑郁症）的症状。经过试验，使用不足以激发神经元的电磁强度刺激大脑，可以移除小鼠中不良的神经连接。因为当我们还是儿童时，大脑会在

4、细胞间产生许多的连接，随着我们慢慢成长，一些连接遭到删除，而另一些连接则得到加强。精神分裂症就与连接被不恰当的删除有关。通过连接异常的小鼠进行了实验，这些小鼠中，90%的小鼠上丘神经轴突延伸错位，这种不良的连接使得小鼠的视线难以跟上移动的物体。科学家连续2周，每天对小鼠的上丘进行10分钟的低强度脉冲磁场刺激，脉冲磁场刺激强度太弱，不足以激发健康的神经元。但是在治疗后，对小鼠的组织分析显示，异常轴突仅剩45%了。那些错位的轴突被消除，治疗后的小鼠追踪物体的能力也得到了提高。不良的神经元通常会表达出高浓度的特定谷氨酸受体NMDA，

5、这会使得神经元对电活动的变化更加敏感，因此低强度的脉冲都可以激发这些神经元。低强度的脉冲可以逆转发育中的失常情况，这即令人兴奋，又令人惊讶。但是我们无法确定正常的神经电路没有被其影响，我们也不能假设这种影响总是正面的。新一代实验性电脑芯片（当然只是构想）还有一种新一代实验性电脑芯片，意图模拟人脑的知觉、活动和认识能力。现今的芯片在能耗和大小方面都要甘拜下风。这种神经突触运算芯片用先进的算法和硅电路再现了生物系统中神经元和神经突触的运作模式。而利用这些芯片组建的认知计算机与传统计算机迥然相异，它们被寄望能够学习经验、寻找对象之间

6、的关联性、提出假设、进行记忆和学习。简言之，模仿人脑的结构和突触可塑性(synapticplasticity)。为了达成这个目标，在完成了第零和第一阶段后，第二阶段自适应可变神经可塑可扩展电子设备系统”项目(SyNAPSE，即突触)。目的是创造一种既能同时处理多源信息又能根据环境不断自我更新的系统，更要和人脑一样紧凑、低能耗。传统的冯诺依曼结构已经不能满足未来对功能和功效的需求，神经芯片将是计算机进化史上的又一座里程碑。研究人员将硅电子回路(神经突触核心)、储存单元(突触)、计算单元(神经元)、传输单元(轴突)组合在一起搭建了

7、神经芯片的原型。两枚制造完成的实验用芯片都使用45纳米的SOI-CMOS技术，包含256个“神经元”，一枚包括262144个可编程“突触”，一枚包括65536个学习“突触”，并可展示导航、机械视觉、图形识别、联想记忆和归类的应用。IBM的远期目标是建造包含百亿神经元和百兆突触、能耗仅1千瓦、体积小于两公升的芯片系统。这些未来的芯片将能通过多元感知单元从复杂的外界环境实时摄取各种信息，相应做出不同的协同应对行为。医疗保健频道http://www.zhongkewang.com/jishu-yi-cp-isp-mat