作者mulkcs (mulkcs)
看板Cognitive
标题[新知] 以电脑重现昆虫的脑神经线路
时间Thu Apr 16 20:21:25 2009
本文转录自p2 8A。原文如下
作者: darkadam (我就是看不起你谢谢) 看板: AAAAAAAA
标题: [新闻] 以电脑重现昆虫的脑神经线路
时间: Thu Apr 16 20:14:17 2009
为什麽蟑螂会逃那麽快?为什麽苍蝇能飞得那麽准确?—小小的昆虫却有着让人惊讶的
能力。东京大学尖端科学技术研究中心的神崎亮平教授正在进行一项研究,要以电脑来一
一重现昆虫脑中的神经线路;以期能够发现创新的资讯处理方式,并作为研究人类脑部结
构时的参考。
■以昆虫脑部操纵的车
神崎教授与东京工业大学的仓林大辅副教授共同开发出的小型自走车,只有迷你四驱车
般大小。将电极接上雄蚕蛾(蚕的成虫)的脑部并将蛾放入车中之後,在距离60公分的地方
释放雌蛾的费洛蒙,雄蚕蛾乘坐的车便开始缓缓移动,最後移动到了释放费洛蒙的位置。
神崎教授指出「系统会直接接收蚕蛾发现费洛蒙并交由脑部处理後产生的讯号。」这个讯
号会传送到车辆的控制装置中,朝着蚕蛾想去的方向移动。换句话说,这是一台靠蚕蛾的
「念力」来操纵的车。
但为什麽能够知道蚕蛾脑中传出的讯号代表的意义呢?
神崎教授表示,他们利用遗传工程对蚕蛾的脑施予种种的刺激,观察细胞产生的变化,
并将各个细胞的功能一一建置於资料库中。会释放向左或向右移动讯号的细胞也在其中。
■如同拼拼图一般
教授们的最终目标是以电脑将昆虫脑部的运作正确地重现。为此,必须「像拼拼图一般
」调查各个细胞的功能,分析其神经线路的运作方式。「昆虫的脑部虽然非常微小,但却
是由数万个细胞组成,其状态也能够随时变换以适应各种不同的环境。」神崎教授说。
高度的适应能力可以由这个例子看出:将自走车动一些手脚,让蚕蛾想要前进时却会向
左转。车里的蛾一开始虽然显得不知所措,但仅仅几秒钟後便能掌握车子的操纵方式,准
确地向费洛蒙源前进。「昆虫早在数亿年前就演变得非常成熟,外型与现代的昆虫也没有
太大的差异。昆虫脑中也许隐藏着我们尚未发掘到的资讯处理方法。」
教授们计画於2011年时利用理化学研究所建构中的次世代超级电脑,将蚕蛾脑中感应气
味的部分重现。由於由上万个细胞组成的脑组织中,各个细胞的相互关系相当复杂,一般
的电脑最多也只能针对其中几个进行分析,所以才需要用到超级电脑。而自走车则有助於
确认程式产生的脑是否确实将实际的脑给重现;只要将超级电脑产生的「脑」施予与费洛
蒙同样的刺激便能够进行验证。
■也能预防交通意外
当昆虫脑部「设计图」的全貌完全展开时,我们便能够将所需的部分取出,像是制作能
够探测有毒物质(费洛蒙)的机器人,或是利用苍蝇的飞行机制制造避免车辆冲撞的控制
系统等。当然也可以改写脑部的神经线路,让昆虫发挥出新的能力。「随着遗传工程与电
脑的技术逐渐进步,现在终於可以试着挑战以往一直过门而不入的脑神经线路解析了」神
崎教授表示。「人类的脑细胞有一千亿个之多,但基本的机制都是相同的」。这项技术未
来可能有助於我们解析人类的脑部机能也说不定。
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译自东京新闻
http://www.tokyo-np.co.jp/article/technology/science/CK2009041402000136.html
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