逍遥学能 2010-02-05 14:36
上海华东师范大学脑功能基因组学研究所林龙年副教授与美国波士顿大学钱卓教授(现任华东师大脑功能基因组学重点实验室主任)发现大脑记忆的编码单元与大脑密码的解读方法。这一重要研究成果发表于2005年4月最新一期的《美国科学院院报》。
人类大脑是由约140亿个神经元组成的神经网络，由于各方面技术限制，科学家长期只能通过对行为的测试来间接检测大脑记忆的形成。而这项突破，让人类能通过检测大脑编码单元的活动状态直接解读大脑在学习过程中记忆的形成，对人类探究大脑奥秘具有重大意义。
在与记忆相关的大脑结构中，“海马”发挥着举足轻重的作用，它负责将短期记忆转换成长期记忆。
林龙年副教授此次研究重点就在小鼠海马脑区，小鼠的海马脑区只有半粒米大小，在它的细胞层大约有紧密排列的20至30万个神经元。为了尽可能多地观测到单个神经元的活动情况，林龙年所带领的研究小组研制了世界上最轻巧的精细微电极推进器，把96根比头发还细得多的微电极插入小鼠的海马区域，成功记录了多达数百个神经元的活动情况(以往国际最高水平研究只能观察其中26个神经元的活动情况)。
据林龙年副教授说，假如只能观察到几个神经元，就不能对神经元群体编码进行分析。这一步骤成功完成，标志着世界脑科学研究已进入到神经元群体研究阶段。
在此基础上，林龙年及研究组设计了几种新颖行为模式来研究小鼠的神经编码。如：特定环境中给小鼠的背部突然吹上一阵冷风、在特制的小电梯中模拟自由落体下降、模拟地震等等。
林教授解释说，由于生物求存的本能，这些可能危及其生存的行为，会对小鼠产生刻骨铭心的印象，而精细微电极推进器记录下的小鼠海马脑区的神经元活动情况，可如实地以数据和图表形式反映在电脑上分析。研究人员根据这些神经元的反映特征，对他们组成了记忆编码的神经网络单元。更有意义的是，这些编码单元通过他们的激活状态可以把任何一种印象经历转化为一串二进制数字，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