美国国立卫生研究院 (National Institutes of Health) 的 BRAIN Initiative 项目主任 John Ngai 和美国众议员 Bonnie Watson Coleman 于 5 月访问了普林斯顿神经科学研究所 (PNI) 的研究人员,就了解大脑基本工作原理的最新进展进行了讨论。
Ngai 和 Watson Coleman 参观了几个主要的研究场所,首先是从并排的 fMRI 实验室开始,那里的研究人员正在使用人工智能模型来理解人类大脑中的感知和通信活动。研究人员还展示了果蝇的实时神经成像,这对于了解人类决策制定以及研究奖励学习和大脑的项目具有重要意义。
Ngai 和 Watson Coleman 会见了 PNI 的一些主要研究人员,包括 PNI 主任Mala Murthy、Jonathan Cohen、David Tank、Sebastian Seung 以及 PNI 的最新成员,Bradley Dickerson。
除其他话题外,他们还讨论了人工智能在处理新型成像技术所提供的大量数据方面的重要作用。大脑研究也在推动神经网络的发展。“普林斯顿正在进行的杰出工作包括 BRAIN Initiative 资助的项目,这些项目专注于理论、数据科学、计算机科学和人工智能之间的接口,”Ngai 表示。
Murthy,作为 Karol 和 Marnie Marcin ’96 神经科学教授,称 BRAIN Initiative "对于普林斯顿过去十年中许多开创性发现和新技术的发展至关重要,包括量化行为的新方法,以及测量和操纵神经活动的技术。" 新项目包括雄心勃勃的大脑图谱绘制工作,"旨在了解大脑的电路如何产生思想、感知和动作,以及电路缺陷如何导致疾病,"她说道。
[注:5 月 30 日的访问是一次非竞选活动,普林斯顿大学不认可、支持或反对即将进行的任何选举中的候选人。]
“大脑确实是已知宇宙中最复杂的装置,”Cohen 在访问期间表示。“你的大脑中有大约 100 万亿个连接,这简直是个惊人的数字,而我们的工作就是试图逆向工程它,找出它是如何运作的。”
参观的一个亮点是参观了世界上速度最快的多光束扫描电子显微镜 (mSEM);普林斯顿拥有世界上仅有的三台与离子铣削系统 (IBEAM) 集成的 mSEM 之一。Ngai 和 Watson Coleman 与 PNI 前联合主任 Tank 进行了交谈,Tank 今年利用休假时间设计和建造了该仪器,目标是在未来四年内对小鼠大脑 10 立方毫米体积的神经布线图(“连接组”)进行成像。所得数据集将比以前的任何连接组数据集大 10 倍,并将作为该方法可以扩展以产生整个小鼠大脑连接组的原理证明。
IBEAM 方法由 Harald Hess 领导的普林斯顿团队发明和开发,Hess 是 1982 年的物理学博士毕业生,现在是霍华德·休斯医学研究所 Janelia 研究园区的研究员。
Ngai 特别赞赏普林斯顿科学家在构建对大脑的全面了解方面所进行的基础研究,包括创建革命性仪器以实现新的发现。"如果你看看科学和医学的进步,我们取得了这些重大发现,然后又遇到了障碍,因为我们没有继续研究的工具,”自 2020 年 5 月以来领导 Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies Initiative(或 BRAIN Initiative)的 Ngai 表示。
恩盖解释说,像阿尔茨海默病和痴呆症这样的神经疾病,目前医生只能治疗症状而无法治愈疾病,因为我们对大脑机制的了解还不够深入,无法从根源上解决这些疾病。“这就是为什么我们很高兴资助普林斯顿大学等项目,让研究人员能够开发工具,使这些发现更接近治愈方法,”恩盖说。
恩盖在加入国立卫生研究院脑计划(BRAIN Initiative)之前,是一位著名的神经科学家,他在加州大学伯克利分校任教了27年,并担任科茨家族神经科学教授。沃森·科尔曼 (Watson Coleman) 几乎代表这一地区已有三十年,她于 1998 年至 2015 年在新泽西州议会任职,并于 2015 年在美国众议院赢得席位。作为拨款委员会成员,她帮助确定医疗资金的优先级。“了解大脑的所有功能至关重要,这样有一天我们就能治愈脑部疾病,而不仅仅是治疗症状,”她说。