清华大学医学院学习与记忆中心教授刘国松和美国哈佛大学及麻省理工学院的同行合作,在一块印刷电路板块构成的网络上,研究了大脑海马区域神经细胞突触联接的自稳态现象,开创了将计算机技术应用到神经网络特性研究的崭新方法。 刘国松和哈佛医学院、麻省理工学院Picower学习和记忆中心的同行合作,利用计算机印刷板路工程学方法,在一块印刷电路板上用光刻方法划定培养基,再在这些培养基上培养神经元,这样,一块块的区域就变成了一个个的神经网络。在这种面积可控的微结构表面上,他们分析了神经突触联接水平的变化。新方法第一次将计算机科学技术应用到神经科学的研究中,为今后的研究提供了基础。 实验结果揭示了神经网络的自稳态调节,这是人脑的一个重要特性,也是人脑优于计算机的一个基础。也就是说,在人脑这个神经网络中,随着原件数量的增多,系统的动态调节范围越大,可塑性越强,脑处理信号的能力就越强。 该研究具有重要的应用价值。科学家已经知道,人脑在衰老和发生病变(如阿尔茨海默氏症)时,一个重要的特征是神经突触数量的减少。刘国松和同行的新研究提示了潜在的逆转方法,即如果可以通过药物增加神经细胞的突触数量,则可提高系统的可塑性,从而达到治疗的目的。 |
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