计算神经科学的一个范例

计算神经科学的最终目标,是要阐明人类和动物的神经系统是怎样使用它的微观组件及其相互作用来表征和处理信息的.这一目标体现在近半个世记以来神经网络研究的曲折发展之中.近10年来,计算神经科学已在三个主要方面发生了显著的变化:神经科学在分于、细胞、回路、网络、系统、行为乃至心理等各各个研究水平上的全面进展,使得我们对神经系统的结构与功能有了更多的认识;对大规模形式神经元网络理论模型的研究,使得我们对神经网络系统的协同行为和自发计算性能有了更加深刻的理解;包括超级计算机、高度并行的联结机和     

计算神经科学

计算神经科学在神经科学的研究中,本世纪以来分子生物学和细胞生物学的飞速发展以及它们与神经科学之间的渗透和交融,已使对脑所进行的分析在分子和细胞水平达到了空前的高度;但另一方面,由于神经系统是一个由大量非线性元件广泛联结所构成的多级系统：例如人脑大约有...     

哺乳动物大脑中空间定位与路径整合的神经机制

近一百年来,对大脑功能的研究不断探索着神经系统编码与解码的原则,感知、识别、定位、运动控制、抉择等方面的编码原则逐层被解读。自1971年位置细胞被发现以来,以学者John O'Keefe为代表的神经科学家们在空间定位与路径整合方面,进行了大量的代表性研究。不同类型的神经细胞陆续被发现,其编码的神经网络机制也日渐清晰。同时,由于近年无人系统的蓬勃发展,工程领域对良好的空间算法也产生了强烈的渴求。在本综述中,我们梳理了当前神经科学领域在空间定位方面的研究进展,并探讨了应用人工神经网络所取得的最新相关理论成果。在可预见的未来,神经科学实验研究与人工神经网络模型研究将会互相促进、迭代进步,而这种循环发展模式也必将为神经科学及工程领域做出更大的贡献。     

社会神经科学研究进展

社会神经科学是研究人类的社会行为及其神经机制的综合性学科.从1992年学科成立至今,社会神经科学研究取得了丰硕的成果.本文系统介绍了该领域4个主要研究方向:社会知觉、社会认知、社会调节和社会互动的研究成果,并在此基础上总结了各研究方向的核心问题,即社会知觉加工的模块化问题、人类社会认知的独特性问题和社会调节加工的跨文化一致性问题.已有研究表明,社会知觉加工至少在计算算法层面是特异化的;心智化系统是人类独有的加工模块;人类社会调节不具备跨文化的一致性;大脑间耦合可能是社会互动共有的神经机制.最后,展望了社会神经科学未来的发展方向.     

讨论：神经生物学

神经科学研究也是跨学科的前沿交叉研究领域,研究神经系统发育、进化、功能以及出现的功能紊乱。神经科学研究可在不同水平开展：从功能角度,按照自下而上的思路研究,从分子、遗传、细胞、环路到系统、行为水平。可以反过来按照自上而下的思路研究神经科学,从行为到环路、细胞水平。研究人员都是从这两方面来研究,可能更多是从白下而上来研究。从哪个角度开展研究是更有效的途径;如何更好地桥接这两方面的内容,这些都是非常值得讨论的重要问题。     

国家基础性研究重大关键项目——脑功能及其细胞和分子基础

1 意义动物的神经系统,特别是人脑,是自然界最复杂的系统。揭示脑的奥秘是当代自然科学面临的最大挑战之一。脑的研究具有重大的科学和哲学意义和多方面的实用意义。作为长期进化的产物,人脑的结构、功能以及人类的行为极其复杂。正是神经系统的活动构成了人类的感觉、学习、思维,情感和行为的基础。认识神经系统的活动规律和特性,在各个层次(系统、回路、细胞、分子等水平)阐明其机制,是神经科学的长期目标。神经科     

初级视觉的Gabor函数模型的研究进展

当前,模型和理论研究已成为视觉研究的重要组成部分.国际权威刊物“Vision Re-search”自1992年起把刊登内容分成三大栏目:神经生物学;心理物理和行为生理学;计算现觉.最后一部分是当年新增栏目.内容包括:视觉模型和理论;视觉网络:计算机视觉.视觉系统中的信息加工是神经科学中最早理论化和模型化的分枝之一,也是神经科学中与工程技     

神经网络专题书目

当代自然科学面临的最大挑战之一是揭示脑的奥秘。60年代以来,随着各学科在发展过程中的自然交叉、融合,神经学科已同多种学科联姻,例如生物物理学、生化学、生理学、解剖学、药物学、心理学、免疫学等。很多其它学科的专家、学者也纷纷加盟于神经科学的研究。当前,神经科学正展现着一派蓬勃生机,神经网络研究已成为现代神经科学研究的主旋律之一。它利用神经元回路或神经网络对信息的反馈和处理,模拟某些神经过程和功能,为阐明神经系统的工作原理提供了重要启示,并促进了人工智能和计算机技术的进一步发展。     

神经科学与百年诺贝尔奖

神经科学是21世纪生物科学的基本研究内容之一。诺贝尔医学有生理学奖是对生物科学领域中所取得突出成就的最高评价。在诺贝尔奖设立一百年周年之际,神经科学已在神经元、神经活动、信号转导、感觉和知觉、脑的高级功能和神经发育等研究水平上取得了巨大成果,并获得近近二十项诺贝尔奖。预测了今后神经科学可能取得的突破性进展,并分析了我国神经科学发展的现状和研究的立足点。     

以透明脑,观澄明心——斑马鱼神经功能研究进展

斑马鱼是一种相对新颖的模式脊椎动物,具有脊椎动物保守的神经系统构造和丰富的行为模式.近年来随着在体电生理、光学成像、遗传工程等方法的建立和完善,幼龄斑马鱼因其脑部透明、结构简单的特点,日益成为从突触、神经元、环路到行为等多层次,在全脑尺度上探究神经系统功能机制的理想动物模型.本文综述了近年来利用斑马鱼在感觉信息处理、运动控制、学习与神经可塑性等方向上所取得的重要研究进展,并对新技术的开发提出了展望.随着研究思路的深化和实验手段的推陈出新,斑马鱼模式动物必将成为探索脑工作原理之利器,为神经科学研究带来更多的突破.     

长链非编码RNA在神经系统中的研究进展

长链非编码RNA (long noncoding RNA, lncRNA)是多种复杂有机体转录组中最主要的一类转录本. lncRNA在各种生物之间序列保守性差、表达量普遍比较低.与编码基因相比,lncRNA有相似的启动子区域以及剪切位点,具有较好的细胞和组织特异性分布,尤其在神经系统中具有较为丰富的表达,提示它们在神经系统中具有不可忽视的作用.本文围绕近几年lncRNA在神经系统方面的最新研究成果,总结了lncRNA对中枢和外周神经系统发育以及对神经系统功能等方面的调控作用及机制.同时展望了有关lncRNA研究的新理念和新技术及对未来神经科学研究的推动作用.     

首届全国神经科学学术会议纪要

中国生理学会、北京市神经科学会、上海市神经科学会于1992年11月9日～12日在上海联合召开了第一届全国神经科学学术会议,来自全国各地医学院校、专业研究单位和神经学临床共350多位代表参加了会议。会上广泛交流了神经科学各领域的研究成果,内容包括受体和离子通道、神经肽递质和突触传递、运动和感觉(视、听、嗅、痛等)系统、学习记忆和睡眠、植物神经系统的调节、神经内分泌、神经发育、再生和移植等各个方面的基础理论研究以及临床基础理论研究。各地代表向会议呈交论文486篇,五个分会场上代表们分别宣读了     

计算和神经系统——美国加州理工学院(Caltech)的博士生研究计划

一九八六年八月,美国加州理工学院提出了一项新的令人兴奋的博士生研究计划——计算和神经系统(Computation and Neural Systems),简称CNS计划.这是一项跨学科的研究计划,其中心是神经科学,也包括物理学、计算机科学及工程技术,由加州理工学院生物系、工程技术和应用科学系、物理系、数学系及天文系共同参与的.该计划主要从事由类似于神经系统的元件所构成的分布网络集体计算性质的研究.该计划认为,神经模拟和计算     

意识活动的神经生物学机制

人类神经系统可能是生物界最后有待攻克的功能系统之一,而尤以其中枢部分、特别是大脑的功能活动最为复杂和奥秘。目前,神经科学工作者对神经系统的一般功能及其生物学机制已有相当深入的了解,但仍然不能清楚地说明大脑是如何产生意识、并以此为基础完成各种高级神经或精神活动的。本文主要从神经科学的角度出发,对近年来利用更为精确的脑电信号记录和功能性脑立体成像等先进技术在意识活动研究方面取得的进展作一概略介绍,并重点介绍意识研究领域中几个比较有影响的学说。     

国际脑研究近况

近30年来,由于微电极和单通道记录以及免疫组化等技术的发展,人们对个别神经元和神经元通讯机能的了解,已经取得了举世瞩目的进步或突破。对此,J.C.Eccles 和 Szentagothai 等神经生理学家在第三十届世界生理科学大会上作了历史性的回顾,世界各国神经科学工作者就运动系统的神经控制、感觉处理、发育、再生和可塑性、神经系统高级机能、横纹肌收缩机制、平滑肌、肌肉力学、受体和通道,以及节律     

光纤记录系统在神经科学研究中的应用

近年来,光纤记录系统作为一种记录自由活动动物大脑特定核团神经元活动的技术,在神经科学领域研究中广受欢迎,是研究动物神经元活动与行为关系的重要技术手段.本文综述了单通道光纤记录系统、多通道光纤记录系统及多色光纤记录系统在认知、行为学、心理学等神经科学基础及神经疾病中的应用,并简述了光纤记录系统与功能磁共振成像技术结合、光...     

多通道神经信号分析方法及其应用

在神经科学研究中,多通道记录方法被普遍应用在对神经元群体活动特性的研究中.通过分析多个神经元的活动,可以了解神经系统协同编码外界信息的规则以及大脑实现各项功能的机制.为了挖掘出多通道神经信号中携带的信息及其潜在的相关性,需要合适的计算方法辅助对神经元放电活动进行解码.本文回顾了多通道神经信号分析中的一些常见方法,以及它...     

信息几何 －计算神经科学的几何学方法

信息几何是九十年代初开始形成的理论,它将流形上的现代微分几何方法引入到计算神经科学中,为神经网络和信息论提供了十分有用的新的数学工具,也为大脑信息传输方式引入新的观念。近年,信息几何在Boltzmann机、神经网络的学习方法、隐单元模型理论、统计推断及序列分析诸方面产生了成功的应用。理论的发展与丰富的应用显示出几何学方法在神经科学与信息科学中具有强大的作用。     

信息几何-计算神经科学的几何学方法

信息几何是九十年代初开始形成的理论,它将流形上的现代微分几何方法引入到计算神经科学中,为神经网络和信息论提供了十分有用的新的数学工具,也为大脑信息传输方式引入新的观念。近年,信息几何在Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ机、神经网络的学习方法、隐单元模型理论、统计推断及序列分析诸方面产生了成功的应用。理论的发展与丰富的应用显示出几何学方法在神经科学与信息科学中具有强大的作用。     

在“国际脑功能和脑疾病学术会议”上的讲演

尊敬的各位同事、各位朋友、各位同学:今天,来自海内外的神经科学界的年轻才俊相聚在复旦,在神经科学的几个重要领域,交流研究心得,探讨研究进展.我作为神经科学界的一名老兵,谨向各位表示热烈的欢迎.我特别感到高兴的是,曾经在我实验室里或在中国科学院原上海生理研究所学习和工作过的许多同学专程从海外赶来,使我们在学术交流的同时,...