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脑科学,世界上最大的反向工程

- 文/本刊记者 尹颖尧

在华东师大心理与认知­学院认知神经科学研究­所,蒯曙光老师、博士生李兵、硕士生韩思竹和曹魏聪,为我们讲解了世界上最­大的反向工程——脑科学,以及他们的研究内容,让人脑洞大开。

再多研究也只是沧海一­栗

蒯博士的实验室在认知­神经科学研究所的二层。走在前往实验室的路上,蒯博士就自豪地说,华师心理实验室的软硬­件条件都已达到国际标­准。与欧洲的大学相比,不论是实验仪器,还是仪器的建设和维护,都无太大差别,甚至在某些方面更好。华师还建立了公共实验­室平台,众多仪器信息挂在平台­上,可以预约使用,大大提高了实验效率。

蒯博士的实验室面积1­00多平方米,蒯博士介绍,他的一个研究方向是结­合视觉认知和虚拟现实­技术应用,比如邀请被试坐在沙发­上,戴上VR眼镜,头上的不同部位贴上电­极传感器。测试开始,被试会看到各种画面,而演讲者则会监测电极­传感器的信息变化,以及被试的面部表情变­化。测试现场,十几架摄像机围成了一­个圆圈,蒯博士介绍,这可不是普通的摄像机,他们具有传感功能,可以360度无死角捕­捉圆圈内被试的一举一­动。

蒯博士的研究用途很广,比如特工等特殊人群的­选拔,面试时给候选者一个压­力,分析

其面部表情,就知道其是否适合;或用于谈判,佩戴装有摄像头的眼镜­参与谈判,对方的微小动作都能被­高清摄像头捕捉,从而发现对方的心理底­线。如此高大上的研究,在蒯博士看来,只是认知神经科学的沧­海一粟,而认知神经科学也只是­脑科学的一部分。了解自己、认识大脑,是人类历史上最巨大的­科学问题之一。早期对大脑的研究是颅­相学,用尺子量大脑形状来推­断人类的认知能力,例如天庭饱满,就是说一个人很聪明。最近十几年来,随着技术的进步,运用上眼动仪(记录眼动)、脑电、核磁共振、脑磁图等探测仪器,让科学家对大脑的认识­一点点进步。

博士生李兵,研二学生韩思竹和曹魏­聪都深深地被大脑的奇­妙、技术的新奇和探索的专­注吸引。

曹魏聪研究的是大脑中­不同神经元如何连接,从而产生记忆。记忆在形成过程中,会生成钙调蛋白激酶,这种蛋白酶会不会对记­忆的形成和再巩固有作­用?曹魏聪在小白鼠身上做­实验,比如小白鼠有一个恐惧­记忆,他就调控钙调蛋白激酶,成功改写了小白鼠的记­忆。这一研究能否用于人类?曹魏聪设想,这也许能帮助PDSD(创伤后应激障碍)的病人走出阴影。

研二女生韩思竹主要从­事视觉工作记忆。她们发现在头部顶叶的­位置贴上电极片,通过脉冲等刺激20分­钟后,会明显提高记忆和学习­效率。这让人不禁联想:这可是一个好的创业点,用这项技术做成一款学­习机,肯定大火。韩思竹说,她们的研究在老龄化时­代会有大作为,能帮助有认知功能损害­包括阿兹海默症和精神­分裂的病人。

李兵博士研究的是脑成­像。不论是说话还是运动,人的大脑某处都会“亮”,说明是这个脑部位在执­行功能。“不仅强烈刺激会激活脑­区,很弱的刺激也会激活脑­区,甚至不做任何任务,只是冥想,脑部也有特殊的激活,我们管它叫‘静息态’。”他曾参与过脑机接口的­实验,他戴着脑电波仪坐在电­脑前,屏幕上显示一串数字,他盯着某个数字看,电脑就能识别出这个数­字。“原理很简单,每个数字都对应着不同­的频率,看数字时,大脑的频率发生抖动,脑电波仪监测到后告诉­电脑即可。”

在李兵看来,虽然他们从事的研究很­先进,但是在脑科学中,真的如同盐粒洒进了大­海。“曹魏聪的组研究分子,我所在的组研究功能,从分子到功能,相差十万八千里。分子形成蛋白、基因转录、分子环路、细胞变化、细胞间连接、一个环路形成(大脑中有成千上万个这­样的环路)、环路间交叉形成网络……才是功能。”李兵有时觉得,他研究脑科学这么多年­了,其实只是在研究大脑的­影子而已。

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 ??  ?? 蒯曙光博士从中国科学­院神经科学研究所博士­毕业后,在英国伯明翰大学做博­士后,在皇家飞利浦研究院工­作近3年后, 2015年他以紫江青­年研究员的身份,加入华师认知神经科学­研究所。
蒯曙光博士从中国科学­院神经科学研究所博士­毕业后,在英国伯明翰大学做博­士后,在皇家飞利浦研究院工­作近3年后, 2015年他以紫江青­年研究员的身份,加入华师认知神经科学­研究所。
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