低调与伟大:写在巨大神经元(Giant Neuron)发现之际

        3月2日《自然》杂志报导了一项新的数字重建技术,和使用该技术带来的新发现——在小鼠脑内的三个、伸展至全脑的巨大神经元(Giant Neuron)。

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          图1:《自然》杂志报道
 
这条科技新闻之所以引起轰动,是因为:
  1.  我们从未见过在脑内伸展范围如此之广的神经元;
  2.  这些神经元来自屏状核(Claustrum,见图2),一个此前被认为与人类意识高度相关的大脑核团;
  3. 它们像长刺海星一样,似乎连接了大多数乃至全部与感觉输入和行为驱动相关的脑区。


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          图2:屏状核
 
因此,我们似乎离发现意识的开关不远了。       
 

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          图3:长刺海星
 
不过,无论从《自然》杂志的出发点还是从主持该项研究的Christof Koch的视角来看,这篇科技新闻的重点都不是发现巨大神经元本身及其和揭密人类意识的关系,而是能够给我们探索大脑提供全新工具和视野的神经元追踪成像技术。

Koch和他的同事首先通过培育一支特殊品系的小鼠,使它们屏状核中神经元的特定基因可以被某种药物激活,进而表达一种可以遍布整个神经元的绿色荧光蛋白,然后再对小鼠大脑进行10000层断层扫描和计算机三维重建,来追踪整个神经元。这项技术,较传统的给神经元注入染料的追踪方法,无论从有效性、侵入性、量化和人力与时间成本上都是一个飞跃。
 

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          图4:巨大神经元
 
谈到这项技术,来自哥伦比亚大学的神经生物学家Rafael Yuste不禁赞叹“It’s quite admirable”。他认为这将非常有助于发现和确认大脑中不同的细胞类型,对最终了解脑的功能起到至关重要的作用。 

这种关注技术革新的视角,不仅切中研究发现的核心价值,更是具有更广阔科研视角以及更客观看待研究发现的体现。在该研究主持者Christof Koch所在的Allen Institute for Brain Science,及其上属的Allen Institute,人们都找不到有关巨大神经元与意识相关的爆炸性新闻,甚至没有对这项研究的专题报道。熟悉Allen Institute的人应该对这种画风不会感到奇怪,作为致力于回答生物科学领域big question的研究机构,它包含两个下属研究所Allen Institute for Brain Science和Allen Institute for Cell Science,被公认为是研究所内开放科学模式和大规模研究的领导者。这次的研究发现可以说是这种研究基础架构和合作模式的优势展现,也是注重对生物科学基本问题探索与解答、关注技术创新整体支撑作用的必然。

期待我们的脑科学研究视角从中得到启发,不仅从模块化、虚拟网-生物网的层面出发,更能深入生物-神经元、和技术研发基础,为创新提供新动力。
 
                                                                                                                                  ——林思恩2017/03/04写于飞机上
 

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          图5:林思恩,摄于2016年集智圣诞晚会
林思恩 集智科学家,TalkingBrain联合创始人CEO,新智元人工智能智库专家,前布雷恩科技首席科学家顾问,中科院心理所&香港中文大学认知神经科学博士。
 

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