陳天橋雒芊芊研究院腦研究重大進(jìn)展:腦電波預(yù)測(cè)行為
人類在腦研究上又有新進(jìn)展!近日 , 陳天橋雒芊芊研究院在腦電波研究上獲得重大突破 , 在國(guó)際頂刊《神經(jīng)元》刊發(fā)了相關(guān)論文 。
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圖丨相關(guān)論文(來(lái)源:《神經(jīng)元》)
在實(shí)踐中 , 功能性超聲波治療(functional ultrasound neuroimaging, fUS)針對(duì)治療 , 已有許多應(yīng)對(duì)策略 , 例如與磁共振成像 MRI 互相配合 , 以達(dá)到準(zhǔn)確掌握疾病部位以及把握治療狀態(tài)的目的 。
為研究 fUS 技術(shù)是否成功 , 研究人員用兩只恒河猴做了實(shí)驗(yàn) , 這兩只猴子是非人類靈長(zhǎng)類動(dòng)物 。 研究團(tuán)隊(duì)在猴子的頭骨中 , 植入約 4~5cm2 的超聲波換能器 , 給猴子發(fā)布任務(wù)指令 , 猴子們會(huì)在特定的提示下 , 向指定方向移動(dòng)眼睛、手臂等部位 。
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圖 | 研究人員通過(guò)一系列猴子大腦的超聲波圖像預(yù)測(cè)其運(yùn)動(dòng)意圖(來(lái)源:SUMNER NORMAN)
為檢驗(yàn) fUS 的準(zhǔn)確性 , 研究人員把 fUS 的腦成像活動(dòng)與電生理學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)比 , 并且在陳天橋雒芊芊研究院的支持下 , 通過(guò)圖像變化 , 來(lái)追蹤猴子的腦活動(dòng)變化 , 從而解碼猴子的行為意圖 。
最后 , 研究團(tuán)隊(duì)將 fUS 成像數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的任務(wù) , 通過(guò)深度學(xué)習(xí)進(jìn)行算法處理 , 從而了解大腦活動(dòng)模式與指定任務(wù)的關(guān)系 。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō) , 研究團(tuán)隊(duì)通過(guò) fUS 記錄大腦活動(dòng) , 準(zhǔn)確率高達(dá) 70% 以上 。 功能性超聲波治療方法的優(yōu)勢(shì)在于 ,這一電極分辨率為 100 微米 , 單個(gè)神經(jīng)元大小約為 10 微米 , 它使用的是侵入式腦機(jī)接口方式 , 但能夠做到不傷害腦組織 。
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圖丨腦神經(jīng)元(來(lái)源:Pixabay)
在治療腦疾時(shí) , 傳統(tǒng)手術(shù)治療將超聲波穿透顱骨 , 需要在患者顱骨上鉆孔 。 而 fUS , 這種功能性超聲波技術(shù)的重要性在于 , 只需患者剃頭 , 無(wú)須做開(kāi)顱手術(shù) , 從而可避免手術(shù)出血以及感染風(fēng)險(xiǎn) 。
這項(xiàng)研究將對(duì)治療中風(fēng)、癱瘓等腦部疾病有幫助 , 也對(duì)人了解腦神經(jīng)作用機(jī)制、研究腦神經(jīng)調(diào)控、腦機(jī)接口提供科學(xué)依據(jù) 。 但在介紹腦電波、腦機(jī)接口研究進(jìn)展之前 , 有必要先介紹一下陳天橋雒芊芊研究院 。
陳天橋:研究腦科學(xué)是攀登另一座高峰
陳天橋雒芊芊研究院(Tianqiao and Chrissy Chen Institute , TCCI) , 由前中國(guó)首富陳天橋和妻子雒芊芊投資創(chuàng)辦 , 旨在研究人類的大腦 , 以促進(jìn)與腦相關(guān)的治病治療 , 研究院設(shè)立在美國(guó)加州理工學(xué)院 。
陳天橋雒芊芊夫婦的研究資金也投給了加州理工學(xué)院 , 此前陳天橋頂著中國(guó)首富的身份給美國(guó)投資大筆資金做研究 , 也曾引起過(guò)熱議 。 但其回答很簡(jiǎn)單:“我只選擇距離球門(mén)最近的人 , 誰(shuí)最有可能進(jìn)球我選擇誰(shuí) 。 ”
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圖丨陳天橋雒芊芊夫婦(來(lái)源:TCCI 官網(wǎng))
曾成為中國(guó)首富的陳天橋多次問(wèn)自己:“我能為人類的發(fā)展做些什么?” 他當(dāng)時(shí)深受驚恐癥折磨 , 2009 年那次發(fā)病 , 讓陳天橋決定放下盛大一切 , 前往新加坡休養(yǎng) , 直到 2017 年才露面 。
這之后 , 他曾對(duì)媒體談及放棄盛大的原因:“有兩個(gè)月 , 每天晚上看著夕陽(yáng)西下都會(huì)呼吸困難 , 覺(jué)得自己不會(huì)再醒來(lái) , 需要寫(xiě)遺囑 , 我必須得離開(kāi) , 一個(gè)人一輩子死一次就已經(jīng)很痛苦了 。 兩個(gè)月 , 我?guī)缀趺刻焱砩纤酪淮?。 ”
在新加坡 , 陳天橋有大把時(shí)間思考人生 , 也許是深受瀕死感的折磨 , 他最終決定研究腦科學(xué) 。 投資之前 , 他托人從復(fù)旦大學(xué)借出 20 多本腦科學(xué)專業(yè)書(shū)籍 , 仔細(xì)研究了兩年 , 借此建設(shè)了對(duì)腦科學(xué)認(rèn)知的基礎(chǔ) 。
在考察哈佛、斯坦福等國(guó)內(nèi)外知名高校后 , 他最終決定把研究院建在加州理工大學(xué) , 原因是該校擁有腦科學(xué)研究的悠久歷史 。
針對(duì)腦科學(xué)研究 , 他曾表示:“腦機(jī)接口路線上的研究重點(diǎn) , 是如何讓植入的芯片更安全、信道更多、數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確的問(wèn)題 。 對(duì)于病人應(yīng)該以治病為主 , 一切最新技術(shù) , 一切可行手段都要使用 , 包括開(kāi)顱 。 ”
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圖丨腦電波、腦機(jī)接口和人形機(jī)器人(來(lái)源:Pixabay)
離開(kāi)盛大 , 跟陳天橋妻子雒芊芊的鼓勵(lì)分不開(kāi) 。 從頂峰下來(lái) , 離開(kāi)自己一手創(chuàng)辦的公司 , 再攀登另一座頂峰談何容易?妻子雒芊芊鼓勵(lì)他:“大多數(shù)人一生只能攀登一座高峰 , 但你或許可以攀登第二座、第三座高峰 。 ”
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