科学家发现大脑实现信息处理能力最大化的机制

我们大脑中数十亿个独立的神经元是如何相互交织在一起,并构建出一个强大的体系,甚至可以击败最先进的人工智能?所有这些微小的相互作用似乎都与令人不可思议的计算能力的有关。这其中的奥秘一直以来都是个迷。 在过去的20年里,越来越多的证据支持这样一种理论,大脑自身的稳态机制允许其自动调节到一个临界点,以让兴奋程度最大化且不会陷入类似于相变的混乱状态。这种临界假说断言:在这条临界线上,信息处理能力是最大化的。 然而,这一理论的一个关键预测(临界性的确是一个设定点,而不仅仅是必然性)从来没有得到验证。直到最近发表在Neuron上的一篇研究中,来自美国华盛顿大学的研究团队直接证实了这一长期存在于自由行为动物大脑中的预测。 研究通讯作者、华盛顿大学文理学院的生物学助理教授Keith Hengen说:“当神经元结合在一起时,它们会主动地寻找临界区域。我们的新研究验证了临界线理论中的大部分内容,并证明临界性是正常工作大脑网络的特征。” ......阅读全文

睡眠不足会削弱大脑综合机能导致大脑体积加速下降

  没睡好觉,之后多睡会儿就行了?抱有类似想法的人们要注意了!缺乏帮助大脑进行修复和“重启”的睡眠,将会导致大脑综合机能的削弱,并且可能加速人脑体积的下降。  美国神经病学学会近日发表的一项研究表明,睡眠障碍引起的睡眠缺乏可能导致大脑体积的加速下降。据物理学家组织网9月4日报道,他们以147名20岁

聪明的大脑是“嗜血”的大脑,科学家颠覆传统认知

  过去人们一直认为,人类智力的进化只是简单地与大脑尺寸有关,而最近一项新研究发现,人类智力的进化与大脑血液供应的关系更加密切,颠覆了传统观点。相关结果发表在《Royal Society Open Science》杂志上。  该研究是澳大利亚阿德莱德大学生物科学学院心血管生理学研究所和南非金山大学大

最新发现:“芯片大脑”可用来模拟药物对大脑影响

  1月16日消息,据Futurism网站报道,目前研究人员正在改进并完善“芯片大脑”技术。科学家们认为,随着这种技术的成熟,未来或将可以不再因许多神经系统疾病进行动物甚至人体临床试验。   图示:劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员戴夫索西亚(Dave Soscia)正在显微镜下检查“

人体大脑的基本介绍/分叶/大脑皮质功能定位

大脑 (1)分叶 大脑左右半球成,三沟表面五叶分; 额枕顶颞与脑岛,重要中枢在各叶。 (2)大脑皮质功能定位 旁小叶前与前回,运动中枢四六区; 旁小叶后与后回,感觉中枢一二三; 对侧管理要知道,倒立人影要记清。 听中枢在颞横回,四十一二两区域; 视中枢是十七区,枕叶内面距状沟; 四十四区布洛卡

新型神经网络显著提升识图能力

希腊研究和技术基金会科学家受生物神经元启发,开发出一种融入树突特征的新型人工神经网络。与传统人工神经网络相比,新网络在参数更少、能耗更低的情况下,实现了图像识别性能的显著提升,为打造更紧凑、更节能的人工智能(AI)系统奠定了基础。相关论文发表于新一期《自然·通讯》杂志。当前的AI系统“体型”庞大,参

类脑计算:让人工智能走得更远

像人一样思考,这是人们对人工智能和机器人的期待。大踏步前进的人工智能,似乎走到了十字路口。 “机器综合智能水平和人脑相差较大,机器学习需要较多人工干预,不同人工智能模态之间交互协同较少……”近日,在香港召开的第S43次香山科学会议上,与会科学家细数当前人工智能发展面临的瓶颈。 解铃还须

能保护大脑的microRNA

  1997年12月16日,数百名日本儿童因癫痫发作被送往医院。他们的发病都有一个共同特点:正在看《宠物小精灵》电视节目。  医生们发现,他们的症状都是由这部正在流行的动画片中播放的5秒强光引起的。但是,其他孩子为什么没有受到伤害,灯光却只影响了这几百名孩子呢?  6月5日《PNAS》杂志在线报道了

扫描大脑就能预测未来?

   如果我们能够了解到这种现象的起源,这可能将是人类行为神经预测领域的一大进步,并且可能适用于其他领域,例如健康和财务决策等。  当我们的大脑“知道”某个众筹项目将获得成功的时候,即使我们有意识地作出了相反的决定,我们大脑中的一部分也会变得活跃起来。如果这个发现可以站得住脚,并在其他生活领域也能发

治疗大脑脓肿的概述

  脑脓肿的治疗应根据病程和不同的病理阶段、部位、单发、多房或多发,以及机体的反应和抵抗力、致病菌的类型、毒力和耐药性、原发病灶的情况等因素综合分析来制定合理有效的治疗方案,一般治疗原则是:当脓肿尚未形成之前,应以内科综合治疗为主。一旦脓肿形成,则应行外科手术治疗。

大脑细胞也要“试镜”

   几十年来,神经学家一直在想,大脑如何能在不需要成长或扩大的情况下,继续学习新技能。有证据表明,脑细胞(神经元、突触和神经胶质细胞)的数量在人们学习之初会增加,但许多最终会被修剪掉,或者被分配到其他角色中去。不过,德国和瑞典联合研究团队近日在《认知科学趋势》上报告了一个新观点:大脑的膨胀或者收缩

给大脑也能做“体检”?

  如何科学且定量分析人体的疲劳度,一直是医疗健康界关心的问题。  5月12日,在国际护士节来临之际,中国医科大学航空总医院暨中国科学院北京转化医学研究院和北京易飞华通(BET)科技开发公司联合发布了《护士群体的脑状态的客观定量测量和分析报告》(简称《报告》),通过利用神经电生理的脑电波测量技术,并

甜食重塑大脑导致暴饮暴食

  我们知道高脂肪、高糖的食物可以改变腰围,但对于它们如何改变大脑却知之甚少。现在,研究人员发现,把一只老鼠的饮食从标准食物换成更易发胖的食物,会改变某些控制饮食的神经元的活动,使限制能量摄入的细胞“刹车”失灵。如果在人类中也是如此,这一发现可能有助于解释暴饮暴食倾向。  美国北卡罗莱纳大学教堂山分

大脑组织的新框架

“功能性磁共振成像显示大脑有一个全球一致的空间结构,但科学家们还没有就正确的方式来编目这种结构达成共识。我们证明,少量的时空模式可以完成这项工作,”加州大学洛杉矶分校神经科学和人类行为研究所大脑连接与认知实验室主任、精神病学和生物行为科学教授 Lucina Uddin说。该实验室的统计学家、该研究的

吃太咸伤大脑

   薯片是常见的零食,香脆可口,不过从防病角度来说,它并不是一种健康食品。近日美国的一项新研究发现,诸如薯片一类含盐量较高的零食,吃多了不仅对心脏不好,还会损伤大脑功能。  实验中,研究人员持续给小鼠喂食高盐饮食,其含盐量和薯片、薯条等高钠食品的水平相同。两个月后,通过磁共振成像观察发现,小鼠脑部

跑步也能修复大脑

   近日,加拿大研究人员发现,跑步可以触发一种分子的产生,而这种分子可以修复动物模型的某些脑损伤。这种名为VGF神经生长因子的分子能治愈包裹和隔离神经纤维的“保护涂层”问题。研究报告刊登于《细胞—通讯》。该成果或为研究针对某些神经退行性疾病的新疗法铺平了道路。  文章的通讯作者、渥太华医院和渥太华

压力会使大脑提前衰老

  据英国《卫报》7月16日报道,一项新研究表明,生活中的压力事件会让大脑提前衰老。  美国威斯康星大学医学与公共卫生学院团队主导的这项研究调查了1320人的数据,其中包括1232名美国白人和82名非裔美国人,他们的平均年龄为58岁。这些人曾在生活中经受过压力,并接受了一系列的神经心理学测试,包括瞬

来自地狱:没有大脑的人

  没有大脑  X光图显示了一个没有大脑的人,大家可能看不明白,解释一下:本该是大脑的地方只有体液,以及一层薄膜般的大脑组织。1980年,医生Roger Lewin 在他的一个病人中发现的,Lewin 将其称之为“virtually no brain(几乎没有大脑)”,让人惊讶的还不仅仅是这个,实际

小心高温影响大脑!

  根据欧盟气候监测机构哥白尼气候变化服务局(C3S)官网近日发布的公报,全球日平均气温已连续第二天打破单日最高纪录。  高温正在成为全球性问题。世界气象组织今年1月发布新闻公报,正式确认2023年为有记录以来最热一年。澳大利亚《对话》杂志报道称,2024年,美洲、非洲、欧洲和亚洲多个国家经历了创纪

大脑涟漪让记忆永恒

  每当人们想学点新东西时,不仅需要获得新记忆,记忆还需要在一个名为记忆巩固的过程中稳定下来。而脑电波被认为在该过程中发挥重要作用,但其机制尚不明确。近日刊登于《神经元》期刊上的研究显示,一种对巩固记忆十分重要的脑电波是受突触抑制控制的。  一种大脑海马体传出的所谓的尖波涟漪(SWRs)的脑波与稳定

童年虐待改变大脑

  一项对100余人的大脑进行的研究表明,童年时期的虐待与大脑结构的变化存在关联,并且这种变化可能会使抑郁症在以后的生活中更加严重。相关成果日前发表于《柳叶刀—精神病学》。  德国明斯特大学的Nils Opel和同事扫描了110名因重度抑郁症住院的成年人大脑,询问其抑郁症的严重程度,以及他们在童年时

大脑更爱脂肪+碳水

  与只含有脂肪或碳水化合物的食物相比,大脑的奖励中心可能更喜欢同时富含脂肪和碳水化合物的食物。近日发表于《细胞代谢》杂志上的一项针对206位成年人的研究支持了这样一种观点,即这些食物能影响人体的内在信号以控制食物消费。  美国耶鲁大学现代饮食与生理研究中心主任、资深作者Dana Small说:“协

大脑记忆规则被“改写

  传统观念认为,先有短期记忆,然后慢慢转变成长期记忆。但据英国广播公司近日报道,美日科学家最新研究发现,大脑会同时制造某一事件的两种记忆:一种供当下用;另一种则永久保存。新发现改写了以往的记忆规则,有助进一步厘清包括痴呆症在内的与记忆有关疾病的病因。  自上世纪50年代伊始,科学家通过对亨利·古斯

饮食方式影响大脑健康

  过去很多年,我们都是一直被告知少吃碳水化合物才能保持好身材,但是一项新研究表明,低蛋白、高碳水化合物的饮食或许是长寿和对抗痴呆的关键。悉尼大学的研究人员发现,喂食这种食物的老鼠整体健康、大脑健康、学习和记忆能力都得到了提升。  该研究的作者认为,人类身上可能也存在类似的效果。发表在《细胞通讯》杂

-PNAS:大脑如何形成褶皱

  一项新的研究显示,我们的大脑之所以布满褶皱并具有核桃似的形状,是因为大脑皮层即灰质的快速生长受到了白质的限制。  研究人员发现,大脑皮层凹陷的沟和隆起的回取决于两个简单的几何参数———灰质的生长速度及其厚度。今天发表在美国《国家科学院学报》月刊上的研究显示,可以在实验室利用双层凝胶模拟大脑褶皱的

环球科学:大脑暗能量

大脑暗能量  最新研究颠覆了我们对大脑的一贯看法:当我们休息或发呆时,大脑并未停止运行,一些神秘的“背景”神经活动始终存在。  大脑的默认模式  ● 神经科学家长期认为,当我们休息时,大脑中的神经回路处于关闭状态。  ●然而,大脑成像实验表明,大脑内存在一些持续的“背景活动”。  ●这种默

适量饮酒亦损大脑

  一项新研究发现,一周仅喝几杯啤酒也会导致个人大脑产生持久性变化,不过这种变化的功能性意义尚不清楚。  人们普遍认为,饮酒过多有害健康,传统观点和政府的饮食指南均表示,可以适量饮酒。美国政府赞同女性每天饮酒一杯,男性每天饮两杯。  然而,近日发表于《英国医学杂志》的新研究发现,以此水平饮酒(每周8

欧洲大脑计划主任辞职

  欧盟雄心勃勃但存在争议的人类脑计划(HBP)的执行主任已经离职,其原因是与协调该计划的机构存在意见分歧。  这个为期10年、拨款10亿欧元的项目旨在利用计算机模拟人类大脑,它是欧盟的旗舰型科学计划之一。在8月16日的一份联合声明中,Chris Ebell和HBP的协调机构——洛桑瑞士联邦理工学院

麻醉可能伤害幼儿大脑

  美国食品和药物管理局近日警告说,孕妇或儿童多次或长时间(超过3个小时)使用全身麻醉或镇静药物,可能会伤害孕妇所怀胎儿或3岁以下儿童的大脑。  美药管局在综合评估了一系列科学研究后,发布了这一警告。该机构也指出,一次性、时间相对较短的全身麻醉或镇静药物则不太可能给孩子的行为或学习能力带来负面影响。

智能“大脑”调控碳排放

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/498152.shtm

人的大脑有多重?

  一个新生儿的大脑重量大约为400 g ——比半公升牛奶重一点点,或者大约是4个中型彩虹鹦鹉的重量。当成长到青少年时,大脑的重量约为1.4-1.5 kg,也就是大约1升或者9-10杯牛奶的重量。图片来源:https://stock.tuchong.com  尽管青少年的大脑还会继续学习和发育,但是