快刀浪子
发表文章数: 1200
武功等级: 天山折梅手
(第五重)
内力值: 546/546
华东师大研究取得新进展，破译大脑密码“读”懂小鼠所“思”
2005年04月14日08:43 东方网-上海青年报
戴上一顶非常精密的“仪器帽”，就能在电脑显示屏上清楚地“读”出你在想什么———这种科幻片中常常出现的情景，昨天就在华东师范大学脑功能基因组学研究所上演。不过，戴“帽子”的是灰色小老鼠。
该研究所林龙年副教授与美国波士顿大学钱卓教授合作，在世界上首次发现了大脑记忆的编码单元，并使人类能够通过仪器监控直接看到大脑在学习过程中是如何形成记忆的。这一重要研究成果发表于最新一期的《美国科学院院报》(Proceedings of the National Academy of Science)。
获取大脑密码小鼠主演“恐怖片”
为了获取大脑记忆的“密码”，科学家设计了一个简单的“恐怖片”，让几只试验用的小鼠充当主角。
首先在小鼠头上戴一个特殊的“帽子”———这是研究小组研制出的世界上最轻巧的精细微电极推进器，96根比头发丝细得多的微电极就插在小鼠大脑的海马区域，这里是形成长久记忆的关键区域。这些微电极能够记录到小鼠260个脑神经元的活动情况，并将其显示在电脑屏幕上。
然后，科学家设置了三个恐怖情节。一是“月黑风高夜”，就是在特定环境中给小鼠背部突然吹一股冷风，让它毛骨悚然；二是“电梯失控下坠”，就是把小鼠放在特制的小电梯中，做自由落体下降，猛然着地；三是“地震刺激”，小鼠被放在特制小电梯中，然后电梯突然猛烈地左右摇晃。
“由于这些经历能够产生令人难忘的记忆，我们猜想大脑中会有许多神经元参与这些记忆的编码，因此我们希望通过巧妙的实验设计与新记录技术的结合，来探索和破译大脑编码的奥秘。”钱卓博士说。
破译大脑密码“读”懂小鼠所“思”
事实证明科学家的设想是有道理的。科学家们发现，小鼠每次经历“险境”时，在海马区域的许多神经元对这种惊吓刺激果然有着各种各样的放电反应。而且，研究人员发现，一小撮神经元能够组成记忆编码的神经网络单元(codingunits)，对于相同的刺激，这一小搓神经元的反应基本相同；而对于另一些刺激，这一小搓神经元可能毫无反应。
很显然，现在可以推断出这些不同的神经网络单元可能对应不同的感受，但是，要真正“读”懂这个小鼠的“想法”，难度非常大。林龙年也认为，要读懂这些密码是整个实验中最艰难的部分。
科学家们通过这些编码单元的激活与否，把每一种惊吓经历转化成一串二进制数字，这种数字化的编码形式使得科学家们能够对不同的个体乃至不同种群动物的大脑编码活动进行直接的比较和分析。
在分析了大量的神经元活动情况之后，林龙年和他的同事们终于“读”懂了这个“天书”。他们现在已经可以根据小鼠神经元的活动情况，反推出当时小鼠是受到了哪种惊吓刺激，正确率100%。
可适用于人类读人类思维理论可行
虽然目前林龙年的实验对象只是小鼠，但是，这为人类最终破解大脑的记忆密码提供了一把钥匙。因为人脑和鼠脑乃至世界上大多数哺乳动物大脑的“海马”所用编码方式都是一样的，因此，科学家们推测，人的大脑很可能利用同样的原理来完成记忆之外的其它高级认知功能。
这是否意味着，以后在人的脑袋上也戴一个同样的机器“帽子”，然后我们就可以坐在电脑前“看”他在想些什么？林龙年表示这从理论上来说是可能的，但从技术操作上难度太大。
首先，人类大脑有140亿个神经元，目前最先进的仪器也只能读到小鼠的260个神经元，所以要研发出一种能够监控140亿个神经元的“帽子”难度非常大。其次，这个“帽子”要戴到脑子里面去，给人的大脑插上电极还有伦理和实际操作方面的困难。
人脑记忆破解可研制独立思考机器人
林龙年表示，一旦人类大脑的记忆原理完全被破解，就可以据此研制出具有人类思维方式的机器人，他们能够独立思考，懂得联想，甚至有情有义。这种前景让人又喜又忧，可能是美丽的画卷，也可能给人类带来灭顶之灾。当然，这种构想还非常遥远，但却再次证明了科学是把双刃剑。
实验现场：我听到了小鼠的思考
“咔嗒、咔嗒———”这不是小闹钟的秒针走过的声音，而是一只灰色的小老鼠“思考”的声音。记者昨天在林龙年副教授的实验室中，通过仪器听到了小鼠大脑神经元的活动声，努力听懂这种声音，就是科学家们正在从事的研究项目。
小鼠头上插着一个特制的精细微电极推进器，这是监控它大脑活动的“探头”。为了帮小鼠“减负”，科学家在这个推进器上方系了一个老虎形状的大气球，免得压得小鼠抬不起头来。
这只小鼠正在自己的“窝”里玩玩具———几个木制的汽车、娃娃。从显示器上看，它的大脑神经元活动很平静，“咔嗒咔嗒”的神经元活动声也很均匀。这时，林龙年伸手过去，它机警地躲开，而显示屏上显示的神经元活动立即密集起来，很多原来未激活的神经元都活跃起来，“咔嗒”声的节奏也有所变化。看来，小鼠对于敌人“入侵”产生了一些“想法”。
林龙年坦言，目前他们也没有完全读懂小鼠的心思，只有几种特定的惊吓情况能够读懂，而一些平和的情绪还有待研究。
冷风如刀，以大地为砧板，视众生为鱼肉。
万里飞雪，将苍穹作洪炉，熔万物为白银。
| 发表时间：2005-11-15, 03:14:56 |
 作者资料
|
散热片
发表文章数: 289
武功等级: 太极剑法
(第三重)
内力值: 370/370
Re: 华东师大研究取得新进展，破译大脑密码“读”懂小鼠所“思”
昨日在某医学实验室目睹几个MM争先恐后杀小白老鼠：打麻药，挖眼球...场面甚为恐怖
天哪！为什么数学家总是没完没了的完备性，纯粹性？
| 发表时间：2005-11-15, 20:08:33 |
作者资料
|
荒唐
发表文章数: 440
武功等级: 太极剑法
(第九重)
内力值: 259/259
Re: 华东师大研究取得新进展，破译大脑密码“读”懂小鼠所“思”
不觉得这是“读懂”了小鼠受惊吓时候的思维。
如果我吓唬你一下，你就尖叫一声，我是否可以说我通过你的尖叫声读懂了你的心思呢？进一步我吓唬你的时候你的心跳加快，我是否可以说通过你的心率读懂了你的心思呢？
知道大脑某些区域对某些刺激的反应，跟理解这些反应的神经网络动力学机制，还差得很远很远。不过这也是一种理解思维机制的必要过程。
不过我觉得人类即便不完全理解思维的具体机制，仍然有可能通过人工神经网络和足够丰富的传感设备制造出智慧的机器。
严格地说，人类发明的所有机械，都是在并不完全清楚所有细节的情况下就能够工作的。例如某个机械的工作需要借助某连杆的刚性，那么这种刚性是从何而来，你并不需要在固体物理层次上过分深究，但这并不妨碍你应用利用这种刚性。
人工神经网络也一样，你希望人工神经网络具有思考能力，并不一定需要完全理解思考过程，说不定也能够制造出具有思考能力的神经网络。许多已经在应用的人工神经网络部件，都是通过训练过程训练出来的，甚至设计者都无法弄清楚其工作过程。
↑↑↑↑↑↑↑↑偶瞎猜的，错了请不要骂偶，多谢！↑↑↑↑↑↑↑↑
| 发表时间：2005-11-15, 21:12:15 |
作者资料
|
快刀浪子
发表文章数: 1200
武功等级: 天山折梅手
(第五重)
内力值: 546/546
Re: 华东师大研究取得新进展，破译大脑密码“读”懂小鼠所“思”
这里所介绍的研究还处于唯象阶段吧。
它能直接读取大脑的状态，比从外部行为推测内部的状态又进了一步
冷风如刀，以大地为砧板，视众生为鱼肉。
万里飞雪，将苍穹作洪炉，熔万物为白银。
| 发表时间：2005-11-16, 00:45:49 |
作者资料
|
like
发表文章数: 526
武功等级: 空明拳
(第九重)
内力值: 429/429
Re: 华东师大研究取得新进展，破译大脑密码“读”懂小鼠所“思”
“人类发明的所有机械，都是在并不完全清楚所有细节的情况下就能够工作的。”
:有道理,同时,对细节了解得越深入,工作得越理想
| 发表时间：2005-11-16, 04:06:34 |
作者资料
|
散热片
发表文章数: 289
武功等级: 太极剑法
(第三重)
内力值: 370/370
Re: 华东师大研究取得新进展，破译大脑密码“读”懂小鼠所“思”
》人工神经网络也一样，你希望人工神经网络具有思考能力，并不一定需要完全理解思考过
》程，说不定也能够制造出具有思考能力的神经网络。许多已经在应用的人工神经网络部
》件，都是通过训练过程训练出来的，甚至设计者都无法弄清楚其工作过程。
完全同意荒唐兄所言。
其实人先要做的大概是弄明白生物神经网络的结构，信号的传递以及训练方式，之后人总可以想办法用电子之类的其他途径来模拟，也许简单模式的大量重复性增长会带来质的飞跃------意识的诞生。当然首先还必须解决I/O的问题，比如象电影《MATRIX》那样感观神经信号可以被完全模拟。
天哪！为什么数学家总是没完没了的完备性，纯粹性？
| 发表时间：2005-11-16, 05:06:52 |
作者资料
|
荒唐
发表文章数: 440
武功等级: 太极剑法
(第九重)
内力值: 259/259
Re: 华东师大研究取得新进展，破译大脑密码“读”懂小鼠所“思”
这里所介绍的研究还处于唯象阶段吧。
它能直接读取大脑的状态，比从外部行为推测内部的状态又进了一步
－－－－－－－－－－－－
完全赞同这种研究是非常有意义的。我还在电视上看到国外有一种让盲人通过机械获得视力的装置，虽然很粗糙，但仍然非常有意义。
同时,对细节了解得越深入,工作得越理想
－－－－－－－－－－－－
嗯，完全同意like MM
当然首先还必须解决I/O的问题，比如象电影《MATRIX》那样感观神经信号可以被完全模拟。
－－－－－－－－－－－－
IO能力确实非常重要，但幸好大脑对IO信号的理解和控制也是通过学习过程逐步建立的，因此为人工神经网络提供强大的IO设备也不一定需要完全理解神经信号。不过正如like MM所说，对这些细节的了解越深入，工作得越理想。
↑↑↑↑↑↑↑↑偶瞎猜的，错了请不要骂偶，多谢！↑↑↑↑↑↑↑↑
| 发表时间：2005-11-16, 07:30:57 |
作者资料
|