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。     

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。     

计算神经科学的一个范例

<正>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     

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。     

特征捆绑的计算模型

特征捆绑问题一直是认知科学和神经科学中的一个重要问题．本文通过将噪声神经元模型的思想、贝叶斯方法和脉冲神经网络模型相结合,并引入竞争机制,提出了一个特征捆绑的计算模型．Bayesian Linking Field模型,对视感知中的特征捆绑问题进行研究．实验证明本研究的模型很好地完成了视觉感知中特征捆绑的任务,并给感知研究带来了新的思路．     

单细胞基因表达分析技术在神经科学研究中的应用

单细胞的分子生物学是神经科学中较新的领域,研究对象包括单细胞DNA、RNA、蛋白质和线粒体DNA。单细胞基因表达分析技术具有传统技术难以相比的优势,正成为神经科学研究的重要工具。本文将介绍单细胞基因表达分析技术的操作流程、技术和方法的特点,概述其在神经科学研究中的应用,并展望其应用前景。     

脑内微透析采样技术及其在神经科学中的应用

作为一种新的在体化学采样技术,脑内微透析引起了神经科学家的关注。它与迅速发展起来的高灵敏度的微量分析技术相结合,实现了对体内细胞外环境中化学物质变化的动态监测,从而在神经科学领域获得应用。本系统地介绍了这一新技术的原理和方法,并扼要地介绍了一这一技术在神经科学中的应用及其取得的新进展,并结合本实验室的工作经验,对该技术存在的一些问题进行了讨论。     

fMRI与DTI在神经科学研究中的联合应用

功能磁共振成像(fMRI)和扩散张量成像(DTI)是近年来磁共振成像领域出现的两种新的成像技术,它们各具特色。功能磁共振成像能对人脑相关任务激活区进行准确的功能定位并提供相关皮层区域的磁共振信号改变特征信息,但时于脑白质相关改变则不能提供任何信息;扩散张量成像则是目前能够在体呈现人脑解剖连接的唯一手段,采用它能对人脑组织,包括灰质和白质的扩散特性进行定量研究,并且能够形象显示人脑生理或病理状态下的纤维束形态、走行等,但扩散张量成像不能提供皮层功能情况信息。功能磁共振成像和扩散张量成像技术具有很强的互补性,二者联合在神经科学研究中具有广阔的应用前景。目前也正成为神经科学研究领域的热点之一。本文从功能磁共振成像和扩散张量成像的原理、特点,二者结合应用的具体方法以及目前二者在神经科学各基础及临床学科结合应用的研究进展进行了综述。     

基因治疗

基因治疗王晓民（北京医科大学神经科学研究中心,卫生部神经科学重点实验室,北京１０００８３）目录一、基因治疗的发展简史二、基因治疗的种类三、基因治疗的策略四、基因治疗的原则五、基因转移的方法六、基因治疗在临床上的应用七、基因治疗的现状与展望一、基因治疗...     

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...     

胚胎神经细胞的培养方法与应用

体外胚胎神经细胞培养与在体神经细胞在神经发育生物学的研究中相辅相承，不断推动神经科学的发展。神经细胞原代培养涉及神经细胞的分离纯化、培养基的成分及观测方法等。本文对国内外近年来胚胎神经细胞的培养方法及应用进行了简单的综述。     

胚胎神经细胞的培养方法及应用

体外胚胎神经细胞培养与在体神经细胞在神经发育生物学的研究中相辅相承,不断推动神经科学的发展.神经细胞原代培养涉及神经细胞的分离纯化、培养基的成分及观测方法等.本文对国内外近年来胚胎神经细胞的培养方法及应用进行了简单的综述.     

空间转录物组学技术进展及其在神经科学领域中的应用

空间转录物组学是在单细胞RNA测序技术基础上实现细胞空间位置信息测定的组学技术。该技术克服了单细胞转录物组学在单细胞分离建库过程中丢失细胞在组织中空间信息的问题,可同时提供研究对象的转录物组数据信息和在组织中的空间位置信息。空间转录物组学技术对研究细胞谱系的发生过程、细胞间的调控机制和相互作用等具有重要作用,是组学技术研究的重要发展方向和热点。近年来,空间转录物组学技术发展迅速,新的检测方法不断产生,检测灵敏度、分辨率和检测通量等技术指标不断提升。本文根据获取空间信息的原理不同,将较为常用的空间转录物组学技术进行了分类,总结了各类方法的检测原理、代表性技术手段及其相应的技术指标。随后,从脑细胞类型区分与细胞层图谱构建、神经系统相关疾病特征分析与标志物研究两个方面举例论述了空间转录物组学技术在神经科学中的应用。最后,对空间转录物组学技术目前存在的问题进行了总结,并对其未来的发展方向进行了展望。     

努力学习,勇于探索,在脑研究中获得愉快

徐群渊教授是我国著名神经科学家,在其充满困难和挑战的经历中,他始终保持对科研的热爱,寻找一切可能的机会,执著地钻研和追求进步,勇于挑战自我,吸纳新技术、新观念,探索未知世界,以神经科学应用基础研究为定位,为推行学科交叉做出了自己的贡献。     

飞迪亚研究基金会奖金和奖学金

飞迪亚研究基金会(FRF)建立了一系列奖金和奖学金,对神经科学界的精英表示鼓励和敬意。一、美国科学院神经科学奖由FRF赠款给美国科学院,奖励神经科学领域优秀的研究工作者。从神经化学、神经生理、神经药理、发生神经科学、神经解剖和行为及临床神经科学中选择候选人。每三年发奖一次。     

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...     

光遗传学及其在神经科学方面的应用与进展

光遗传学是一种通过向哺乳动物的神经细胞转染微生物视蛋白基因,使其可以对光照产生应答从而调节神经元活性的技术。该技术在研究中具有显著优势,但同时也存在诸多局限。近年来,有关光遗传学的研究数量迅猛增长,该技术也使多个研究方向实现了重大突破,其中包括对神经系统和视觉通路,以及多种疾病治疗方法的研究。从光遗传学技术的发明和作用机理引入,综述并讨论其在神经科学方面的应用与进展。     

美国家科学院研究报告建议美军——以神经科学打造“未来士兵”

最近,美国国家科学院下属的一个委员会提出的一份建议美军用神经科学提高战斗力的研究报告引起人们关注。根据这份名为《神经科学在未来军事应用中的机遇》报告,未来作战部队的战斗力不仅取决于其装备和信息化程度,而且与每个士兵的心理承受力、连续作战的抗疲劳能力和排除外界干扰的专注度等密不可分,而这些大都受制于人的神经系统,而借用目前神经科学的研究成果,有可能改善士兵的这些能力。     

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