脑电波精细解码有望实现全新角度理解大脑机制

大脑接受外界信息的刺激,如视听信号以物理、化学形式存在,而神经系统只能以神经脉冲的形式传递信息,因此必须把各种物理、化学信号转变为频率、节奏、波长等神经脉冲来表示不同的信息,这一过程称为编码。就像人们调节收音机的频率,科学家目前已在利用一种脑皮层电流描记的方法,精确描记大脑活动时的频率、波长等神经脉冲并对其进行分析,以获得有关大脑意识的更多详情,帮助人们从一个全新角度理解大脑的工作机制。 脑生理学的三种工具 多年来,神经科学家一直在分析大脑在何时何地会活跃。最近,华盛顿大学医学院研究人员使用了脑皮层电流描记法,这是一种用临时放置于大脑皮层表面的电极阵列来监测大脑的技术。“分析大脑功能,通常集中于大脑的哪个部位、什么时候产生活跃。”医学院的埃里克・里奥萨德说,而分析大脑活动的频率、波长为研究脑生理学提供了除脑电图(EEG)、功能性核磁共振成像(fMRI)以外的第三种主要手段。 功能性核磁共振成......阅读全文

睡梦中,你的大脑如何清理垃圾

  当你甜蜜入梦时,大脑并没有闲着,正在进行一些重要的后勤维护工作,比如加强认知、巩固记忆等。一项近期发表在英国《自然》杂志上的研究就发现了睡眠中大脑进行垃圾清除的重要机制。  大脑在白天消耗能量和吸收营养物质时会产生大量垃圾,但此前人们并不清楚大脑具体如何清除这些垃圾。美国圣路易斯华盛顿大学的研究

小鼠大脑皮层基因活性图谱问世

  一国际研究小组最新发表在《神经细胞》杂志上的论文称,他们使用一种最新测序技术,首次成功描绘出小鼠大脑基因活性的完整图谱。该图谱覆盖了整个基因组的所有基因,十分详细地显示了小鼠大脑皮层各层次的基因活性情况。研究人员指出,该研究成果不仅有助于科学家进一步理解哺乳动物大脑的组织结构情况,

Cell:全新精细成像,重建大脑皮层

  大约在20世纪之交,一位名为Santiago Ramón y Cajal的西班牙科学家画出了错综复杂的神经元交织在一起的图像,而这些手绘改变了大脑科学。他精湛的绘图帮助科学家了解关于大脑的基础事实,即拥有长长“手臂”的神经元是我们神经系统的基本单位,它们通过突触相互传递信号。Santi

-仅凭“想象”就可移动-由脑电波控制的轮椅问世

  阿根廷科研人员日前结合自动化控制和大脑神经学,研制出一种新型轮椅,它能根据使用者的脑电波信号指令完成移动任务。   据阿根廷《号角报》2日报道,大脑由神经元组成,当人脑产生意念活动时,相关神经元会依次放电,当这种电荷到达头皮后,可被事先贴在头部的电极及解析装置转化为脑电波。   假如这种意念

黑客能通过脑电波“窃取”耳机用户密码

  物理学家组织网日前报道了一项最新研究,提醒头戴式脑电波监测耳机(EEG)用户,黑客可以通过检测其脑电波来猜测密码。  EEG耳机允许用户仅用大脑就能控制机器人玩具或玩视频游戏,市场上只有少数这样的产品,价格从150美元到800美元不等。这些新兴脑机接口设备虽然为普通用户提供了巨大的机会,但不可否

新设备:记录线虫脑电波用于药效测试

  英国南安普顿大学的科学家们研发了一种新型的设备,利用该设备可以记录线虫的脑活动情况,从而用于药效测试。   这个被命名为NeuroChip的设备实际上是一种微流体电生理学装置,将只有在显微镜下才可详细观察的蠕虫——秀丽隐杆线虫放入其中,可以记录这种生物学研究中常用模式生物的“大脑”中的神经回路

四种脑电波波形的读法

1、δ波,频率为1~3Hz,幅度为20~200μV。当人在婴儿期或智力发育不成熟、成年人在极度疲劳和昏睡或麻醉状态下,可在颞叶和顶叶记录到这种波段。2、θ波,频率为4~7Hz,幅度为5~20μV。在成年人意愿受挫或者抑郁以及精神病患者中这种波极为显著。但此波为少年(10-17岁)的脑电图中的主要成分

马斯克跟自己赛跑:人类先上火星还是先获永生?

  马斯克 6 日在华尔街日报 CEO 理事会峰会上表示,“脑机接口”装置有望明年在人类身上使用,帮助恢复四肢瘫痪者的全身功能。  由马斯克 2016 年联合创立的 Neuralink 公司正在开发一种微芯片,该芯片可植入人类大脑记录并刺激大脑活动,将被用于医学领域。马斯克声称,该芯片将用于治疗脊髓

Cell:中间神经元迁移调节异常可能导致大头畸形

  在一项新的研究中,来自比利时列日大学的研究人员发现迁移的抑制性中间神经元(inhibitory interneuron)与产生兴奋性神经元(excitatory neuron)的干细胞之间进行交谈。他们发现这种细胞对话控制着大脑皮层的生长,并且破坏这种对话会导致之前已发现的与小鼠自闭症存在关联的

Cell:中间神经元迁移调节异常可能导致大头畸形

  在一项新的研究中,来自比利时列日大学的研究人员发现迁移的抑制性中间神经元(inhibitory interneuron)与产生兴奋性神经元(excitatory neuron)的干细胞之间进行交谈。他们发现这种细胞对话控制着大脑皮层的生长,并且破坏这种对话会导致之前已发现的与小鼠自闭症存在关联的

中美合作脑神经环路发育研究获重要进展

  复旦大学神经生物学研究所禹永春课题组与美国纽约斯隆凯特琳癌症研究中心时松海课题组合作,日前在脑神经环路发育研究中,首次发现脑神经元间由电突触介导的信息交流在大脑皮层神经环路发育中有重要作用,相关研究成果今天在线发表在国际期刊《自然》杂志上。     电突触被普遍认为在神经元相互信息交流中具有

自闭症发病相关的特殊分子或可调节神经元之间的连接

  近日,来自杜克大学的研究人员在Cell杂志上刊登了最新的研究成果,他们揭示了三种蛋白如何相互协作来同发育中的大脑的特殊区域相互连接,而这部分大脑区域主要负责处理感觉信息,相关研究或为深入理解大脑障碍,比如自闭症、抑郁症、成瘾等疾病提供了新的见解,此前研究中他们发现这三种蛋白同这些疾病直接相关。 

科学家回信|王波:人类大脑产生思想是已知最复杂生物学过程

编者按:2023年5月起,“学习强国”学习平台与中国科学报社联合发起“科学家回信”活动,邀请广大读者向自己心中向往尊敬的科学家、科技工作者提问、留言。活动启动后,“学习强国”“科学网App”收到了读者的踊跃留言。我们精选了读者刘家宁的提问,请中国科学院生物物理研究所副研究员王波发出第七十三期手书回信

高清大脑皮层发育新图谱绘成

科技日报北京8月23日电 (记者张梦然)美国北卡罗来纳大学医学院的科学家们以前所未有的分辨率绘制了年轻人类大脑皮层的表面图,揭示了从出生前两个月到出生后两年关键功能区域的发育。日前在线发表于《美国国家科学院院刊》的新皮质发育图谱代表了进一步研究大脑发育的宝贵资源,并为研究自闭症和精神分裂症等大脑发育

猕猴大脑皮层细胞类型分类树发布

  大脑由哪些细胞组成、这些细胞的空间分布有什么规律,是脑科学的基本问题。7月12日,中国科学家在国际期刊《细胞》在线发表了题为《单细胞空间转录组揭示猕猴大脑皮层的细胞类型组成及分布规律》的研究论文,发布了猕猴大脑皮层单细胞空间分布图谱,为进一步研究各类神经元之间的连接提供了分子细胞基础。  此项研

研究描绘爱因斯坦整个大脑皮层

  爱因斯坦大脑非同寻常的特点可能解释了他非凡的认知能力据佛罗里达州立大学进化论人类学家迪恩・福尔克带头进行的一项新研究发现,爱因斯坦的大脑中的某些部分与大多数人不一样,他非凡的认知能力可能与此有关。   福尔克和几位同仁一起,通过对14张近期发现的照片进行仔细研究,首次描绘了爱因斯坦的整个大脑皮

首次用干细胞成功修复大脑皮层

  最近,由法国普瓦捷大学实验和临床神经科学实验室Afsaneh Gaillard带领的一个研究小组,与布鲁塞尔人类和分子生物学跨学科研究所(IRIBHM)合作,在细胞治疗领域获得了一项重要进步:使用来源于胚胎干细胞的皮层神经元移植,来修复成年小鼠的大脑皮层的。这些研究结果已经发表在三月四日的《神经

研究揭示为何老年人更健忘

  当人们睡觉时,大脑并不会休息。当神经元相互“对话”时,脑电波会在大脑中传送。如今,研究人员证实,当脑电波无法进行恰当的互动时,人们可能会失去长期记忆。此项工作或许有助于解释为何老年人更加健忘,并且可能带来治疗记忆丧失的新方法。  为探寻睡眠如何促成老年记忆丧失,美国加州大学伯克利分校神经科学家R

神经所研究发现调控大脑发育的新机理

  《细胞》(Cell)杂志于6月22日发表了中科院上海生命科学研究院神经所张旭研究组题为“成纤维细胞生长因子13作为微管稳定蛋白调控神经元极性化与迁移”的研究论文。论文报道了非分泌型成纤维细胞生长因子13(Fibroblast growth factor 13;FGF13)在神经元

Science:重磅!血管指导大脑发育

  大脑的功能和内环境稳定(homeostasis)依赖于其复杂的细胞网络之间的通信。因此,大脑中不同细胞群体的发育需要在时间和空间上加以协调。在一项新的研究中,来自德国法兰克福大学、美因茨大学、马克斯-普朗克脑研究所和吉森大学的研究人员报道血管在协调大脑内的神经元细胞网络的正常发育中发挥的新功能。

Science:重磅!血管指导大脑发育

  大脑的功能和内环境稳定(homeostasis)依赖于其复杂的细胞网络之间的通信。因此,大脑中不同细胞群体的发育需要在时间和空间上加以协调。在一项新的研究中,来自德国法兰克福大学、美因茨大学、马克斯-普朗克脑研究所和吉森大学的研究人员报道血管在协调大脑内的神经元细胞网络的正常发育中发挥的新功能。

Stem-Cell-Rep:胶质细胞重编程可修复脑部损伤

  成体大脑中负责进行复杂思维工作的部分为大脑皮层,当其失去移除死亡神经元的能力时就会引发个体患阿尔兹海默氏症、中风和其它破坏性的疾病;近日,刊登在国际杂志Stem Cell Reports上的一篇研究论文中,来自德国美因茨约翰尼斯-古腾堡大学(Johannes Gutenberg Universi

不可思议!人类脑电波可控制老鼠基因

  一种小型的光学器件能够利用人类脑电波产生微弱的闪光,进而能够激活老鼠脑部的部分基因。这项新的理论某一天可能被应用于治疗那些患有慢性头痛或癫痫的病人——当他们在由于头痛或癫痫发病而导致脑电波异常时,通过脑电波的输入即可得到治疗。本项研究成果的作者,来自瑞士苏黎世联邦理工大学研究院马丁•富森格(Ma

“迷你人造大脑”产生类似人脑的脑电波信号

  近日,来自美国加州大学的研究人员在《细胞–干细胞》杂志发表题为“Complex Oscillatory Waves Emerging from Cortical Organoids Model Early Human Brain Network Development”的文章。该研究团队在实验室

“迷你大脑”发出类似早产儿的脑电波

  据《自然》杂志近日在线报道,在实验室培养皿中培育的“迷你大脑”,第一次自发地产生类似人类的脑电波,模式看起来与早产儿的类似。此项进展或有助于科学家对大脑早期发育的研究。  美国加州大学圣地亚哥分校神经科学家艾莉森·穆乌特里领导的研究小组,诱导人类干细胞从皮质(控制认知和解释感官信息的大脑区域)中

科学家成功绘制出人类大脑细胞类型的“百科全书”!

  为了制作一道新菜,厨师必须选择食材并将其进行混合,从而实现不同的口味和质地,同样地,成千上万个基因多种不同组合的表达能够创造并维持大脑中每种细胞多种多样的“味道”,近日,一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中,研究者Hodge等人通过研究报道了他们对大脑中单个细胞基因表达的分析,这或能为人

动物调节体温无需感知温度

  炎炎夏日,动物也会去寻找舒适温度的环境。日本名古屋大学研究小组做出了一项与炎热天气相关的新发现:行动性体温调节的温度感觉传递机理。这一发现有助理解人类中暑发病机理。  体温调节是动物维持生命最重要的调节功能之一。人类在炎热时出汗带走热量,寒冷时肌肉发抖产生热量。这些反应是自主发生的,与自我意志无

神经所发现大脑皮层维持其兴奋和抑制平衡的新策略

  3月22日,《公共科学图书馆•生物学》(PLoS Biology)发表了中科院上海生命科学研究院神经所舒友生研究组的最新成果:大脑皮层维持兴奋和抑制动态平衡的新机制,即神经元的膜电位水平可以调控反馈抑制的强度。该工作由朱洁、江漫、杨明坡和侯晗等合作完成。同期的PLoS Biolo

新生儿打嗝,可能是大脑在发育

  你有没有过这种经历:在安静的环境或重要的场合里突然打嗝,又尴尬又无奈。打嗝是一个常见的生理现象,是由于膈肌不由自主地收缩,空气被迅速吸进肺内,两条声带之中的裂隙骤然收窄而引起的奇怪声响。  一项最新的研究表明,打嗝可能是一个从婴儿期遗留下来的重要反射,是大脑发育的关键。DOI:10.1016/j

黄佐石教授Science发表重要论文

  复杂的人类大脑皮层被称为是“进化的最高成就”,而科学家们才刚开始了解大脑皮层的早期发育以及其中的神经回路。   冷泉港实验室CSHL的著名华裔科学家黄佐石教授(Z. Josh Huang)领导研究团队取得了神经科学的重大进展。他们在十一月二十二日的Science杂志上发表了一项研究,首次揭