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【科学讲座】毕国强:眼见为实:从突触到脑环路

发布时间:2019-05-31 05:46 来源:未知 编辑:admin

  2019年4月25日晚7点,中国科学院大学科学前沿进展名家系列讲座Ⅳ第201讲在玉泉路校区阶一5教室如期举行。中国科学技术大学新创讲席教授、中科院百人计划、教育部长江学者、国家杰青毕国强老师生动详实、深入浅出地为同学们介绍了“从突触到脑环路”。

  毕老师一开始就询问同学们:“Can the brain understand how the brain functions?”有些人认为这中间存在着哲学的悖论。而同学们认为这在原理上可行,但现今而言技术存在困难,而且ethic天然地限制了我们的研究。毕老师很认同这个观点。毕老师认为比较重要的问题就是突触问题以及网络水平的协同作用。

  毕老师又以一个小的记忆测试,提出了一个记忆的重要特性——关联/联合/联想。但是这个关联在大脑中是怎么发生的呢?这就是突触的功能。1949年Donald Habb就提出了突触的可塑性。但是记忆究竟是怎么产生的呢?它一定在某个神经活动里。Habb提出了“Cell Assembly”。短期记忆存储在回想活动中,而长期记忆就需要结合“突出的可塑性”,即不断重复。我们可以用体内实验得到自洽结果,但是由于神经细胞过多,并不能以此证实;我们可以通过体外实验研究几百神经元来证实这一理论。

  我们需要新技术、新发现和新想法,而这往往是顺序产生的。毕老师有介绍了一些新技术的应用,这可以将几个月的工作缩短到几个小时。

  在提问环节,徐泽鹏同学询问了某些研究说的短期记忆和长期记忆储存在大脑不同区域,与今天毕老师介绍的突触可塑性是否存在矛盾。毕老师回应说,这两者是记忆的不同层面,今天我们讨论的是细胞和微环路,而不可否认的是,记忆不管在哪个区域存储,都需要细胞集群的表达。

  而关于伦理问题,毕老师认为,科学的发展不是越快越好,伦理在这其中起到了减速作用,这个减速就给了我们时间思考操作的可行性以及其中的问题。

  毕国强,中国科学技术大学新创讲席教授,中科院百人计划、教育部长江学者、国家杰青、国家万人计划领军人才、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心核心骨干。北京大学物理系学士,美国加州大学伯克利分校博士,曾任美国匹兹堡大学神经生物学系助理教授、副教授(终身教职)。主要从事生物物理学与神经生物学研究,特别是神经突触可塑性规则与机制。其关于神经放电时间依赖的突触可塑性(Spike-timing-dependent plasticity, STDP)的发现以及关于STDP的分子细胞机制和计算规则的一系列研究被称为神经生理学最重要发现之一,并在信息科学、人工智能等领域产生了较广泛的影响。近期工作致力于发展与应用显微成像新技术与大数据分析方法解析神经环路与突触的结构和功能。发表论文50余篇,被引用9000余次。

  大脑中众多的神经元通过突触联接形成的复杂而有序的环路是学习、记忆、情感、思维等所有脑功能的物质基础。本讲座介绍前沿显微成像技术如何跨越多个空间尺度,解析神经突触与神经环路的精细结构,从而让我们探索脑与智能的根本机制。

  “科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月,是中国科学院大学为本科生开设的必修课程,同时欢迎研究生与教职工参加,由中国科学院大学本科部主办,讲座召集人为徐涛院士。该课程按照数学、物理、化学等13个专业,邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展,让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展,拓宽学生的学术视野,为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。

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