神经科学
NeuroTrackerX 团队
2018 年 10 月 16 日
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神经科学近年来已成为一个流行词,经常成为各种发现的头条新闻。这种嗡嗡声是有道理的。与大多数主要科学领域不同,神经科学几乎还只是一个只有二十年的婴儿。但不是现在,每年都会出现大量的研究突破,这使得神经科学成为一个非常热门的话题。让我们来看看这个新兴发现领域真正令人惊叹的一些原因。

1. 人脑的复杂性

人脑是已知宇宙中最复杂的结构。我们的大脑拥有大约 1000 亿个神经细胞或神经元,这比银河系中的所有恒星还要多。如果这些神经元中的每一个都首尾相连,它们就可以绕地球两圈。更重要的是,单个神经元可以与多达 10,000 个其他神经元直接连接。这产生了惊人的 100 万亿或更多的神经连接。尽管计算机智能正在迅速提高,但与我们灰质的复杂性相比仍然相形见绌。

尽管归根结底,这就是大脑的能力,但这确实让它变得非凡。这是已知的唯一能够产生与人类聪明才智相关的更高意识的东西。它也是一个可以在结构上重新连接并根据环境或生理刺激进行适应的实体——这一切都靠它自己。

毫无疑问,存在着巨大的机会来揭开心灵的深层秘密,这可以帮助解答几乎无穷无尽的围绕心灵如何运作的谜团。在生物学层面上,关于脑细胞簇如何通过神经网络发射来调节身体系统并产生复杂的行为,有无数的问题需要回答。在哲学层面上,它甚至有望阐明存在和生命本身的本质。就回答重大问题而言,神经科学是所有科学之母。

2. 科学领域的大规模发展

过去二十年,神经科学取得了巨大进步,2010 年代被称为“大脑的十年”。就在 2017 年,就取得了一系列艾伦脑科学研究所这样的开源方法。神经科学为科学发现提供了榜样。另一方面,像DARPA正在大力投资神经科学,以开发供军队使用的新兴技术。

2016年,全球神经科学市场规模达284.2亿美元,预计未来几年及以后将快速增长。这反映在神经科学研究总量的快速增长上,中国成为迫使美国进入脑部军备竞赛的主要参与者。全球范围内的投资计划,例如奥巴马的“大脑计划”,意味着我们可以期待看到数十项研究突破即将出现,这些突破将超过任何其他科学领域。

3. 前沿技术

即使是已经存在多年的神经科学技术也非常复杂。以MRI (磁共振成像)为例,这台机器利用电磁波将人体原子置于量子叠加状态,然后反复将它们拉入和拉出以释放能量特征,从而揭示细胞真实活动的图谱——时间。

今天的技术几乎看起来像科幻小说,例如使用激光进行精密深部脑手术,或使用光遗传学来控制特定的基因改造细胞。然后,冒险进入几乎类似博格的技术是大脑和机器之间的直接连接——称为脑机接口(BCI)。这些已经允许瘫痪患者执行一些任务,例如将想法转化为电子邮件或移动一只手来握住亲人。

4. 改变人类健康的潜力

尽管当谈到我们的福祉时,我们不会自动想到神经科学,但神经技术似乎将彻底改变医疗保健行业。阿尔茨海默病帕金森病等疾病的神经再生、为神经系统疾病提供个性化解决方案的基因组测序,甚至预防认知相关疾病的基因组编辑等创新。

虽然传统医学和外科手术在改善我们身体的健康方面取得了重大成功,但神经科学代表了治疗与精神和中枢神经系统相关的疾病的灵丹妙药。随着全球预期寿命的延长,治疗大脑健康对于全球人类福祉将变得越来越重要。

5. 改变人类绩效的潜力

大脑具有惊人的神经可塑性。一个令人震惊的证据是一项名为大脑半球切除术的,该手术至今仍让神经科学家感到困惑。在危及生命的情况下,例如严重癫痫症,实际上必须切除一个人的一半大脑,就需要它。从理论上讲,这应该是毁灭性的,因为大脑的每一半管理着非常不同的功能,例如控制身体的一侧。然而,直到青少年时期,当一半大脑被移除时,另一半就有能力将自己重新连接成一个全新的左右大脑!

这种神经可塑性意味着像NeuroTracker有望优化大脑功能,从而提高现实世界的表现。例如,NeuroTracker 训练被证明可以决策准确性提高15%。添加脑电图等神经反馈技术,可以放大此类干预措施的好处,以提供高效的精神调节。

除了神经可塑性之外,人们对直接增强大脑活动也越来越感兴趣,例如经颅磁刺激(TMS),它可以暂时关闭某些大脑区域,让其他区域进入超速状态。或者,正如 DARPA 一直在研究的那样,用电流刺激大脑以提高注意力。即使是耐力运动员一直在使用这种技术来提高疼痛恢复能力。

总而言之,神经科学不仅是一个令人兴奋的研究领域,而且是一个整个创新领域,很可能会改变我们的生活方式,让我们的生活变得更好。如果您想了解更多原因,请查看我们的相关博客。

2017年神经科学的7大进展

你的大脑具有非凡的神经可塑性

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