丰富你大脑知识的好书推荐

2024-06-02

丰富你大脑知识的好书推荐(精选4篇)

篇1:丰富你大脑知识的好书推荐

1、刘瑜《观念的水位》

刘瑜新出的专栏集。部分是《民主的细节》升级版;部分是某些国家《专制的细节》,还有一部分书评影评。

2、周濂《你永远都无法叫醒一个装睡的人》

作者周濂是刘瑜的老公,当今最年轻的学术帝,长得还不赖。这本集子中很多对于时政和文化的见解挺有意思。周濂的《现代政治的正当性基础》不错。

3、《天真的人类学家》

人类学家的书,我觉得人类都可以多看看,原始部落身上,有人类最原始的善,也有人类最原始的恶。

4、《洗脑术》

人类历史上的思想控制事件分析,从克格勃一直写到中央情报局。让人想到赫胥黎著名反乌托邦小说《美丽新世界》。

5、《烹饪、菜肴与阶级》

如果你想当一个渊博的吃货,可以看这类书,从食物中提升出哲学、政治、社会学……同类还可看《甜与权力》。

6、《环保的暴力》

环保是不是神圣不可侵犯?环保也可能是一种暴力。这本书提供了另一种观点。

7、《虚拟的历史》

假如美国没有独立战争会怎样?假如希特勒在1940年入侵英国会怎样?虽然是虚拟,逻辑推理却很严密。

8、《美味欺诈》

原来连食物造假,我国都不是先驱!晚了西方一百年。看完这本,作为中国人,该高兴还是难过呢?

9、崔卫平《思想与乡愁》

崔卫平的文字比较学院派,必须静下心来读,读进去了,对电影、文学、时事、人性会有一种新的认识维度。她的《积极生活》、《知识分子二十讲》、《我们时代的叙事》都是高密度的书。

10、弗朗西斯·福山《政治秩序的起源》

老实说,真够枯燥的,但是看在是刘瑜推荐的份上,耐着性子读下去,自觉对民主和专制的认识,深了一层。

11、刘瑜《民主的细节》

把“民主”这政治题目写得生动、浅显、可读。同类可读李雾《吾讲斯美》,林达《近距离看美国》系列,对政治冷漠症和政治无知症皆有疗效。

12、梁文道《我读》系列

一共出了5本,是《开卷八分钟》的文字版,可以当索引用,主要是用来选书,时不时夹杂些八卦奇谈。梁文道谈到的一些书可能我们永远不会看,因为太枯燥,但我们还是应该知道这些书的存在以及它们在讲什么。

篇2:丰富你大脑知识的好书推荐

木心的私人文学史,最任性最好玩的文学史。打破地域和时空界限,讲希腊神话会联想到莫扎特和肖邦,讲《圣经》联想到郑板桥……木心的文字自成一派,推荐广西师大出过的一套《木心全集》。东西两种文明、新旧两个时代,就在木心的文字之中,做轻柔的碰撞、美妙的交融。

2、杨小凯《牛鬼蛇神录》

禁书,我在淘宝买的复印版,真实体验到“”的残酷度。

3、毛姆《月亮和六便士》

以高更为原型,40岁老实巴交的股票经纪人突然抛妻弃子去学画画,“我必须画画,就像溺水的人必须挣扎。”有人把它当谈论梦想的经典之作,有人把它当高端版《如何识别男人这物种》。毛姆的书,几乎本本耐读。

4、安兰德《源泉》

一个天才如何保存自我、对抗世界,跟《月亮和六便士》同样经典。

5、波拉尼奥《2666》

不要被它的70万字吓到,如果你想装高深,回避不了这本书的。第一章就很有爆点,女学者和一个西班牙学者以及一个法国学者玩3P,跟两个人同时恋爱有什么区别呢?饭菜有区别,巴黎的好一些。

6、卡尔维诺《如果在冬夜,一个旅人》

如果你觉得正在热映的《云图》结构很酷,那是因为原作者大卫·米切尔擅长的就是玩结构,更因为他坦承模仿的就是卡尔维诺这本书。

7、赫塔·米勒《国王鞠躬国王杀人》

作者的修辞功底很好。她的书名都很带劲,《一颗热土豆是一张温馨的床》、《人是世上的大野鸡》……

8、略萨《中国套盒——致一位青年艺术家》

略萨讲写作技巧的书。其实很多文学大师都会谈写作,比如乔治·奥威尔《我为什么要写作》,卡尔维诺《为什么读经典》。

9、伊恩·麦克尤恩《最初的爱情,最后的仪式》

云淡风轻地描写变态,才是重口味的最高境界。伊恩的作品,《水泥花园》、《赎罪》都很不错。

10、土家野夫《乡关何处》

老派的抒情文,文艺中年会喜欢。个人认为柴静的序是全书最好的。

11、刀尔登《旧山河》

刀尔登的历史随笔集。推翻了一些常识,比如论愚忠,他说忠者必愚。刀尔登的作品还可看《中国好人》。

12、柴静《看见》

柴静的文笔、对阅读的饥渴、对观点的整合能力、讲故事的技巧,在国内媒体人中绝对是一流的。

13、波德里亚《冷记忆》

这套书有5本,闷死了,里面有一些很聪明的句子。

14、帕慕克《纯真博物馆》

诺贝尔文学奖获得者写的言情小说。故事很雷,但文字很美。

15、廖一梅《像我这样笨拙地生活》

廖一梅写的话剧台词真是一流,“我从来不屑于做对的事情,在我年轻的时候,有勇气的时候”; “你得有权利有资格才能夸奖我,不是每个人的夸奖都会让我高兴的”……还可读《恋爱的犀牛》、《悲观主义的花朵》,不过几本书互有重叠。

16、张大春《四喜忧国》

张大春就是个有文化底蕴的野人,总喜欢在文字里乱来。小说《悬荡》一开篇就骂“我实在不喜欢这个胖婆娘”……

17、雷蒙德•卡佛《当我们谈论爱情时我们在谈论什么》

小说可以精炼到什么地步?这本书是典范。他的极简主义,极简到有点做作了。很多句子是耐读的,讽刺都是冷冷的,不带温度。

18、奈保尔《米格尔街》

诺贝尔文学奖获得者艾柯的早期作品,很好读。什么叫高级的人文关怀?这本书就是。不煽情、不调侃、不做作,冷静地讲笑话,克制地叙述悲剧。他可以从人物的任何一个小动作中揭示深刻的人性,那么轻盈、那么自然、那么诗意。

19、骆以军《西夏旅馆》

骆以军在台湾被誉为新生代作家中的一哥,是能把大部头《百年孤独》、《追忆似水年华》以及陀思妥耶夫斯基的经典长篇巨著全部手抄一遍的变态。《西夏旅馆》时空、人物、情节几乎都是支离破碎,让人烦躁又上瘾。

20、杜鲁门·卡波特《冷血》

叙事冷静、节制,还原了杀人犯的成长史。当然,作家和杀人犯之间的同性情感戏更狗血,参见相关电影《卡波特》和《声名狼藉》。

21、萨尔曼·拉什迪《羞耻》

一个成天强调“羞耻”的国家背地里往往不知羞耻。说的是巴基斯坦。这本书非常严肃,但写得挺有趣,荒诞、乱来、不着调。

22、作家访谈集《巴黎评论》

美国牛逼文学杂志《巴黎评论》之作家访谈集,能上去的作家都是顶级大师,海明威、亨利米勒、马尔克斯、米兰昆德拉、村上春树、斯蒂芬·金……作家们纷纷在访谈中自曝或自黑。

23、王小妮《上课记》

中国版《死亡诗社》,最喜欢前言里的两句:“如果它完全是徒劳,也要让这徒劳发生” “我相信哪个人都有良知,同时,哪个人又都有苟且。”

24、布里吉特·吉罗《爱情没那么美好》

刚失恋的同学一定会爱死。这写的就是关于爱情的坏话,爱情将死之前,12种弥留状态。作者是拿了龚古尔奖的女作家,文字功底很牛。

25、齐邦媛《巨流河》

齐邦媛少女时期和空军张大飞的爱情那段感人又悲凉。她的文字有含蓄、克制之美。

26、龙应台《大江大海1949》

看这本书时挺伤感,读过高华的札记之后才有更清晰认识。龙应台的书本本经典,《目送》、《野火集》、《孩子你慢慢来》、《亲爱的安德烈》。

27、韩松落《上帝是个不合格的药剂师》

韩松落的娱评是国内最文艺的。把娱乐事件上升到哲学政治文化思潮社会心理,他的《为了报仇看电影》、《我们的她们》都不错。

28、李安《十年一觉电影梦》

篇3:丰富你大脑知识的好书推荐

下面介绍几种个人知识管理工具可以帮助你轻松的解决知识管理问题, 并提升你的专业知识和能力。

●PKM2

PKM2是基于内容的个人知识管理系统, 它可以将看到的所有文字、图片信息全部转储为HTML格式文档保存到数据库中。它是一款极小的绿色免费软件, 它的大小仅有4M, 教师可以将它放在U盘或移动硬盘中, 作为便携式个人知识库。它的主要功能均通过拖放操作。教师极易上手使用。

PKM2的设计思想包括6个步骤:

(1) 信息收集

教师进行个人知识管理, 首先要进行信息收集。PKM2是以拖放的方式采集网页内容, 以导入文件的方式采集本地文件内容, 以笔记的方式记录思想片断和知识点。教师可以轻松的把知识信息 (可以是教案, 课程信息, 撰写的论文, 网络文章等等) 收集到PKM2中进行管理。

(2) 信息组织

信息的组织即建立自己的知识系统架构, PKM2中知识结构由树状目录表示, 知识点由列表目录表示, 结构异常清晰, 教师可以很方便的管理和组织自己的知识库。

(3) 信息编辑

PKM2带有一个HTML所见即所得编辑器, 界面和功能上与Word编辑器相差无几, 可以实现对表格、图片、文字、段落等对象的复杂排版。

(4) 信息储存

PKM2的数据存储采用开放的通用数据格式:HTML文件和Access数据库, 保证了存储的快捷性和数据的安全性。教师还可以备份和恢复数据。

(5) 信息检索

PKM2提供了精确的查找功能, 教师不必为了查找以前的信息而浪费时间, 有效提高了工作效率。

(6) 信息共享

PKM2可以导出为chm电子书便于网络传阅, 也可以生成exe光盘数据库提供单机查阅, 还可以直接发布为web文章系统, 在互联网上共享。

●Microsoft OneNote

Microsoft One Note是Microsoft Office system中集成的一部分, 它是一种数字笔记本, 提供了一个收集笔记和信息的位置, 并提供了强大的搜索功能和易用的共享笔记本:搜索功能可以迅速找到所需内容, 共享笔记本可以更加有效地管理信息超载和协同工作。它的功能强大, 界面一流, 是教师日常知识管理的好助手, 如果配合Office系列软件一起使用效果更佳。它的界面如图1所示。

Microsoft OneNote包括以下功能:

(1) 捕获创意, 收集信息

教师在日常办公时会遇到各种类型的信息, 可能包括教学信息和科研信息, 作为班主任的教师应该还会遇到班级管理信息, 这些信息都可以分门别类的记录在OneNote中。在记录时, 不需要点保存按钮, OneNote会自动保存所有的笔记, 确保不会丢失任何重要的信息。

当教师参加会议、研讨活动或培训时, 在OneNote中使用键盘、笔或录音功能, 可以快速捕获会议笔记、灵感触发笔记、创意和想法、培训课录音等。

通过与Web浏览器以及Office系统的方便集成, 教师还可以收集来自网站的剪辑, 收集电子邮件, 与项目、课程相关的各种材料, 以及文件和图片等。

(2) 便于组织

教师可以在OneNote中可以根据个人需要创建“工作”笔记本和“个人”笔记本等, 每个笔记本都可以根据主题或项目等创建分区, 这样所有信息都分类归放在一个地方, 这不仅便于组织和集中, 也便于搜索和查找。OneNote自带的强大搜索功能, 可以快速查找键入文本和手写笔记 (如果是在Tablet PC中写入的) , 甚至还可以搜索图片和录音录像中的词语文本。教师可以很方便的找到自己需要的信息, 节省了不必要的时间, 提高了工作效率。

(3) 团队协作

教师的团队协作能力是教师专业发展的重要能力之一, 在OneNote中教师可以和整个小组协作, 可以多人同时编辑笔记本, 自动合并更改笔记本中的信息, 每个人都可脱机使用笔记本。

●Evernote

Evernote (http://www.evernote.com/) 是一款与互联网密切联系的个人知识管理工具, 它优雅的界面给人一种美好的体验。它功能强大, 不仅提供了客户端软件, 同时也支持浏览器插件搜集和在线发布, 而且本地的数据也可以很方便的同步到Evernote的网站上, 每个用户账号还提供了5G的免费空间。Evernote界面如图2所示。

Evernote可以在上网时很方便的抓取和保存网页内容, 并使用标签进行标注, 让教师随时随地的储存所需要的信息并随时标注自己的创意想法。Evernote笔记本所有笔记采用了整页显示和右侧的时间条配合, 使其看上去更像一个Blog, 这使得使用过博客的教师更易上手和使用。

Evernote的即时搜索和手写自动识别 (暂不支持中文) 、屏幕截图、文本加密也是它的典型亮点, 而且evernote3.0版本更是支持对OnteNote的导入和便携版的生成。这使得教师更方便的把办公信息移植到网上, 摆脱了空间的限制, 实现了随时随地都可以获取办公信息的功能。

●Cyberarticle (网文快捕)

Cyberarticle (http://www.wizissoft.com/) 是一款优秀的国外知识管理工具, 它的主要特色是树形结构, 层次清晰, 它主要是帮助个人或中小型企业管理他们的知识数据库。它的主要功能是保存和管理网页, 它内嵌浏览器, 可以在一个可视化的编辑器里编辑网页, 它把网页里面的所有元素保存在一个单一文件里面 (*.book) , 可以保持磁盘清洁;而且支持书签和标签。教师可以对网页进行有效整理和组织。除此之外, 它还具有导入功能, 可以导入一般常用的文件, 比如Office文件 (包括Word, Excel, Power Point等) 、PDF、Email、TXT、任何格式的图片、源代码和flash等;也可以将Cyberarticle资料导出成文件, 教师可以复制这些文件到PDA (掌上电脑) 上面进行阅读, 实现随时随地的知识收集和管理。

Cyberarticle还是个非常实用的电子书制作工具, 可以把.book文件转换成可执行文件 (*.exe) 或CHM, Eclipse Help。它还支持书籍文件的全文检索, 可以快速的找到需要的资料;而且具有文件保密功能, 只需用给书籍文件或者节点设置密码就可以很好的保护资料。

●Mybase

Mybase是一款广泛被应用的个人知识库。它是存储诸如RTF、GIF/JPEG/PNG、HTML, 甚至是二进制等类型的零散信息的理想方案, 并且允许创建相关主题与文章之间的链接, 甚至可以不用其它软件就能查看大部分常用的文件格式, 比如:RTF/TXT/HTML。它的高级全文搜索能力可以帮助你快速的找到你要找的东西。

Mybase的附件箱是存储Web页和相连的图象的理想场所。内镶的Web浏览器允许你在不装载外部Web浏览器的情况下浏览存储的Web页。它的组件WebCollect能和IE集成, 允许你直接从IE4/5/6中捕捉Web页和相连的图象, 你不用必须首先保存HTML/MHT文件然后再手动插入它们。在上网的时候捕捉web页, 仅仅在IE中选择右键菜单”Save to Mybase”就可以, 非常的简单和实用, 教师容易上手使用。

Mybase还可以作为一个很好的演示工具。教师可以很方便的以树形大纲的形式来制作演示文档, Mybase浏览器允许在任何的32位视窗系统上观看。如果需要, 还可以将这个文档转换成一个可独立运行的可执行文件, 这样就可以让别人在不预先安装Mybase和任何第三方软件的情况下观看它, 教师可以很方便的与他人分享与交流。

●MindManager

MindManager是一个创造、管理和交流思想的通用标准, 其可视化的绘图软件有着直观、友好的用户界面和丰富的功能, 这可以帮助教师有序地组织思维、资源和项目进程。

MindManager也是一个易于使用的项目管理软件。它能很好提高项目组的工作效率, 协调小组成员之间的合作。

Mind Manager软件改变了研讨过程, 教师只需要通过以下两个步骤就可以在同一页中显示出每个人的观点, 从而避免了不必要的重复性的工作。

(1) 迅速的以可视化形式获取和组织思想, 促进团队内的协作和个体积极性。

(2) 能够直接分发会议记录, 比以往更快的落实各种设想。

点击“输出” (export) , 可以得到PDF、Word、PowerPoint、HTML和图片格式文件。

MindManager工具可以使教师激发个人创意, 提高教师的协助合作能力。相类似的客户端软件有Mindmapper, 其功能与Mind Manager相似, 这里就不再赘述。

●MindPin

MindPin (http://www.mindpin.com/) 是一款在线思维导图工具, 作为某些单机软件的有效补充, 并更有利于信息交互与共享。其界面如图3所示。

教师只要免费注册一个用户, 就可以在线创建和编辑思维导图, 该网站上还有很多公开的优秀思维导图, 可以免费观看, 有利于激发个人创新。

MindPin还提供导入功能, 当教师已经使用其他常用的思维导图工具创建思维导图时, 教师可以方便地把已有的导图导入到MindPin中, 它支持MindManager和Freemind两种格式文件的导入。

●360doc

360doc个人图书馆 (http://www.360doc.com/) 是一个免费的在线知识管理的网站, 是知识管理和协助平台。其界面如图4所示。

篇4:探索你的大脑:绘制大脑联接组

还记得二十年前,Francis Crick和Edward Jones曾在所谓的“脑的十年(Decade of the Brain)”中哀叹,科学界连对人类神经解剖学最基本的认识都没有。

“很明显,现代人类大脑解剖学所需要的是引入一些彻底革新的技术。”两人在1993年写道。显然,研究者听取了这一建议。今天,他们正在使用新技术和自动化操作,并以前所未有的分辨率和完整度来绘制神经回路。美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)投入了近4000万美元来绘制人类大脑线路图,艾伦脑科学研究所(Allen Brain Institute)又追加数百万美元的资金,用来绘制老鼠大脑的图谱。这些数据要花上很多年去汇集,甚至要花更长的时间去解析。但结果可能会揭示人类个性的本质等重大发现。正如MIT的神经科学家Sebastian Seung所写的:“你的个性远不仅是你的基因决定的,而是你的联接组。”

当Seung在《大脑联接组:大脑联接如何造就人类(Connectome:How the Brain’s Wiring Makes Us Who We Are)》一书中写道“你来自于你的大脑联接组”,他的意思是神经联接如同指纹一样,每个人都把他们独特的遗传因素、环境因素和生活经历参杂在一起。这些因素影响了具体的大脑回路,就像即便是同卵双胞胎也可能在神经联接的水平上有所不同。

通过绘制这些联接,研究人员希望能够理解人类大脑联接组正常的变化,并了解大脑联接组在人类学习、成熟和衰老过程中如何改变和修改自己。他们可以开始探究大脑联接组在创伤性脑损伤或神经退化紊乱后如何功能失调,或者研究者Seung称之为“联接病例联结(connectopathies)”的精神分裂症或自闭症患者大脑联接组出现的机能异常。

然而,这个问题的规模之大,让人不觉有些气馁,目前只绘制出了一个大脑联接组的图谱,那就是秀丽线虫(Caenorhabditis elegans)。秀丽线虫只有300个神经元,仅形成7000种联接,然而绘制它的神经联接却花费了超过10年的时间。“你的大脑联接组(比秀丽隐杆线虫)要大1千亿倍,它的联接比你基因组具有的字母都要多100万倍。”Seung写道,“基因组跟大脑联接组相比简直是小孩子过家家的游戏。”

然而,研究人员试图解决这一问题。从所谓的核磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)的宏观尺度到电子显微镜(electron microscopy)的微观尺度,随着大脑联接组逐个突触地慢慢突破,轮廓开始清晰起来。

人脑联接组计划

一想到大脑联接组,艾伦脑科学研究所研究科学高级主管曾洪奎(音译)就想到了谷歌地图。神经科学家想要像现代的旅行者在网上导航一样,在虚拟空间内导航定位大脑:任意放大、缩小、摇摄,从整个大脑区域缩小到单个细胞和突触。以这个比喻来看,曾洪奎认为宏观的核磁共振成像技术揭示出的仅是神经超级高速公路。但她仍然觉得这个方法比较有效,正在提供“一种全局观,让人们了解各个区域是怎么联接在一起的,整个世界是如何组织建构起来的”。

这就是人脑联接组计划(Human Connectome Project,HCP)的中心目标。2010年9月,美国国立卫生研究院投入4000万美元打造人脑联接组计划,绘制出入脑线路图谱。人脑联接组计划随之在下面建立了两个研究小组,其中3000万美元投入圣路易斯的华盛顿大学和明尼苏达大学,850万美元投入麻省总医院(Massachusetts General Hospital)和加州大学洛杉矶分校(UCLA)。

两个课题组都在寻求技术的进步,其中华盛顿大学和明尼苏达大学课题组也注重于产出,他们利用一系列行为、遗传和成像扫描的方法对1200名正常成人进行研究,其中包括400组双胞胎及其非孪生兄弟姐妹,由此提供参考,以便其他联接组进行比较。

两个课题组都以自己的方式采用了核磁共振成像技术。华盛顿大学对实验对象进行扫描,了解其解剖特征和功能联接性(也就是说,为共同目标而联接起来的区域)。为了勾勒出物理联接,该课题组使用了扩散核磁共振成像技术(Diffusion MRI),这种成像技术追踪水分子的运动,将其作为轴突纤维定向的标记。“水分子平行于纤维时的运动比垂直于纤维时的运动要快。”麻省总医院团队负责人Van Wedeen这样解释。

Wedeen创造并使用了一种扩散核磁共振成像技术——水分子扩散频谱造影(diffusion spectrum imaging)技术,华盛顿大学和明尼苏达大学课题组使用高角分辨率扩散成像(high-angular resolution diffusionimaging)技术。这两个案例均想要将人脑分成数千个体积像素(也称之为三维像素“voxels”),每个体积大约为1立方毫米,并计算每个水分子扩散时不同的方向。然后,在被称作“纤维跟踪成像(tractography)”或追踪的过程中,这些向量联接起来就产生了夺目的多彩联接图像或“纤维追踪(fiber tracks)”,迂回穿过人类的脑白质。

这样的结果不是单个轴突,而是成千上万个轴突总体的图像。Wedeen说“这些只是微分方程的数值积分,而不是纤维的显微图像”。虽然如此,采集这些相对低分辨率的数据仍然需要一些改装升级的硬件。Wedeen说,一台标准的临床核磁共振成像的磁场强度是3T(Tesla),梯度场强是40mT/m。华盛顿/明尼苏达大学课题组采用专门打造的西门子3T扫描设备,梯度强度达到100mT/m,而麻省总医院/加州大学洛杉矶分校课题组的“大脑联接组扫描仪”达到300mT/m的梯度场强。

梯度场强的提高为联接性绘图提供了两个好处,Wedeen说:“你会得到更多信号和更好的信号。”就像更大的望远镜能够看到更深远的太空。

明尼苏达大学磁共振研究中心主任,即华盛顿/明尼苏达大学课题组共同研究员Kamil Ugurbil表示,新的扫描仪给他们的团队带来了“非常重要的技术进步”,分辨率提高了2~3倍,其中30个实验对象已经接受扫描,每个花费两天的时间。

但Ugurbil已经不再使用100mT/m 3T的扫描仪器,该仪器已经运往华盛顿大学进行项目的“产出”模式。他已经拥有了一台新的西门子7T扫描仪,应该可以提供更清晰的画面。另外,Ugurbil正在等待一台价值1000万美元,更大的10.5T仪器运送到位。虽然此刻,因为“全球性液氦的缺乏”,这台仪器仍然还待在工厂里面尚未进行检测。

Ugurbil说:“为了冷却这台大家伙,我们需要4万公升的液氦,但现在我们拿不到这么多液氦。”

绘制中间尺度的联接

“中观”是美国冷泉港实验室(Cold Spring Harbor Laboratory)神经科学家Partha Mitra及其同事在2009年首先提出的绘图策略。艾伦脑科学研究所正在以这个曾洪奎所谓的“中观”层面来绘制小鼠的大脑联接组。为了绘制这一图谱,曾洪奎的团队使用了“连续的双光子断层摄影术”。

小鼠离散的大脑区域被注入了表达一种荧光蛋白的重组腺相关病毒(recombinant adeno-associated virus,由宾夕法尼亚大学载体中心提供)。小鼠死亡后,它们的脑区被固定并包埋在琼脂糖中。随后这个包埋小块被装进一个采用超精细切割设备或振动切片机的双光子荧光显微镜内——这一系统已经被TissueVision商业化了。

在这个组合中,小块的上表面以0.35微米的横向分辨率荧光成像,展示了由各区域被注射细胞描绘出的神经元的“轴”。然后,振动切片机切掉表面的100微米,以展现下一个表层,然后重复这—过程。

“成像、切割、成像、切割、成像、切割。”曾洪奎解释道,整个过程是自动化的,一个大脑在18小时制作出了大约750千兆字节(gigabytes)的原始图像数据。而一个完整的数据集包含大约500个注射点,因此至少需要500个大脑整合并记录到一个三维模皈中进行对比和定位,从而生成详细的、大脑水平的联接矩阵。

曾洪奎说,从技术上来讲,艾伦脑科学研究所并没有收集“大脑联接组”。他们的病毒是非复制型的,意味着它只能一次性感染细胞,而且它还不能穿过神经突触。因此,她说自己的项目其实是在绘制一个“项目联接组(projectome)”。

根据她的说法,大多数大脑区域的数据已经收集到了,有些已经公开。(这些数据可以使用该研究所的大脑浏览器软件免费操作,也可以通过艾伦大脑图谱数据门户(ALLEN Brain Atlas data portal,www.brain-map.org)免费下载。现在曾洪奎回过头重复整个过程,使用针对个体神经亚型的病毒,以了解诸如兴奋性神经元与抑制性神经元项目联接组之间的差别。

在冷泉港实验室,Mitral正在采用相似的策略。他在每个小鼠的大脑中分别注射了262个网格点,但他使用了四个示踪物——两个“顺式示踪物”和两个“反式示踪物”。每个数据集大约包括1000个小鼠的大脑。

顺式示踪物中如腺相关病毒和生物素葡聚糖胺(来自美国生命技术公司(Life Technologies)首先渗透细胞体,然后“依附在顺式运输机制上的,这一机制将分子沿着轴突从(细胞体)中运至(突触)末端”。Mitra如是解释。反式示踪物如霍乱毒素(来自List Biological Laboratories)和狂犬病病毒(杜克大学病毒载体中心)则通过突触进入细胞,从轴突轴向上转运进入细胞体,的确提供了一些远程的联接信息。

Mitra在浜松公司的Nanozoomer2.0自动切片扫描荧光显微镜上成像每个小鼠的大脑(手动冷冻切片至20微米的切片,40微米间隔)。重建完成后,结果数据集包含1万亿三维像素,测量一边是1微米的。这些只是扩散核磁共振成像技术三维像素的十亿分之一。他说,每个注射部位的1兆兆字节中,他的实验室收集了近1千万亿字节的信息,其中有些信息将会在6月份释放(www.brainarchitecture.org)。

微观层面

尽管中间尺度的信息已经有一定的密度,但仍然不能真正地展示出突触的联接。“从严格意义上来说,我们并不是绘制联接本身。”Mitra说,“来展示这里有一个联接,我将要向你展示的是一个突触和穿过这个突触的神经递质。”

这种信息肯定无法通过中观层面实现。但至少部分来讲可以在微观层面观测到。以曾洪奎所说的谷歌地图的类比来看,这就像是看到车道和人行道通往单个房子中。而看到这些细节的工具就是电子显微镜。

比方说,哈佛大学神经科学家JeffLichtman把400×400×250微米的丘脑切片包埋到塑性材料中(他说,这甚至不到1个功能磁共振成像三维像素),并在自制的仪器上将其切成9000个超薄切片。这个仪器基本上像一个熟食切片一样,称之为自动带状采集式超薄切片机。每个切片出现时都将其附在一条移动的带子上,制作出像旧电影胶片一样的大脑切片。然后,将带子送入扫描电子显微镜(Lichtman使用Zeiss,FEI和JEOL的仪器),这样就可以逐个切片成像,就像电影放映机一样。

据Lichtman介绍,切片是以4纳米分辨率由16个25,000×25,000的像素或像,每秒可以收集2000万像素。整个过程每天会产生1兆兆字节的图像数据,7天24小时不间断,需要收集一百天。在他看来,这个项目的目的是绘制出丘脑视网膜神经节细胞的构造。“从这个数据中,我们将对视网膜信息中枢突的第一个阶段有一个更好的认识。”

Lichtman最近新获了一台电子显微镜,是当前数据采集速度的两倍,每秒4000万像素。然而,不管是从数据管理的角度来说——1立方毫米大约是1000兆兆字节,还是从时间的角度来说——即便达到4000万像素每秒,仍需要花费很多年来绘制1立方毫米。即使是达到这样的速度,想要以纳米级分辨率绘制整个人类大脑也是完全不切实际的。

但新一代仪器可以为此提供帮助。Lichtman提到,蔡司(Zeiss)正在研发新的自动电子显微镜,一次可以以61个电子束(当前的机器只使用1个)绘制出切片,数据采集速度提高了大约60倍,他希望能够在近几年拿到这一新设备的样机。

但数据采集只是成功的一半,德国马丁雷德的马普协会神经生物研究所(Max-Planck Institute of Neurobiology)Moritz Helmstaedter说,要想成功,还有一半是数据分析。

Helmstaedter作为博士后与海德堡的马克思-普朗克协会Winfried Denk一起工作。Helmstaedter与博士后Kevin Briggman一起,使用连续断层面电子显微镜来成像一片含有约1000个神经元的视网膜组织——将一块塑性包埋的大脑切片进行成像、切割、成像、切割,类似于艾伦脑科学研究所的操作方式,但是是在纳米级层面操作的。

据Helmstaedter介绍,SBEM显微镜连续运作了8周,采集了13000副图像,每副图像的大小为25亿像素。(均使用了Zeiss和FEI Ems的定制超薄切片机,现在Gatan提供叫做3View的完善体系。)但却花了超过2年的时间来再现得到的神经元回路。

Helmstaedter对这个问题的解决方法借鉴于蛋白质折叠游戏FoldIt的众包(crowdsourcing)途径。他的团队通过训练电脑收集图像,以追踪神经突。但为了保证准确性,他们以每小时10美元的价格雇佣了200个本科生,坐在电脑前浏览神经突的丛林,本质上就是让他们像用飞行模拟器一样“在数据之间飞行穿梭”。他说,这些学生帮助团队证实了差不多900个神经元的视网膜联接组。

现在,Helmstaedter开始继续加码,提升到一片新大脑皮质的一边有500微米,包括约10000个神经元。如果是这样的话,他们会需要更宽广的蜂巢智慧,他们希望可以研发这项应用移动设备上的游戏版本。

他指出,大脑联接组学的瓶颈是网络重建。“我们要想完成任务,必须使用这些非常手段。”

上一篇:春天的雨点作文200字下一篇:集体备课电子教案