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Intel大型神經擬態系統Hala Point集成11.5億神經元:可比人腦快200倍

快科技4月18日消息,Intel正式發布了代號“Hala Point”的新一代大型神經擬態系統,用於類腦AI領域的前沿研究,提升AI的效率和可持續性。 該系統基於,在上代大規模神經擬態研究系統“Pohoiki Springs”的基礎上,進一步改進了架構,將神經元容量提高了10倍以上,達到史無前例的11.5億個,大致相當於貓頭鷹或捲尾猴的大腦皮層規模,性能也提高了多達12倍。 Loihi 2處理器早在2021年就已發布,首發採用Intel 4工藝,集成230億個電晶體、六個低功耗x86核心、128個神經形態核心,單顆就有100萬個神經元、1.2億個突觸,是上代規模的8倍,性能也提升了10倍。 Loihi 2應用了眾多類腦計算原理,如異步、基於事件的脈沖神經網絡(SNN)、存算一體不斷變化的稀疏連接,而且神經元之間能夠直接通信,不需要繞過內存。 尤其是在新興的小規模邊緣工作負載上,它實現了效率、速度和適應性數量級的提升。 比如執行AI推理負載和處理優化問題時, Loihi 2的速度比常規CPU和GPU架構快多達50倍,能耗則只有百分之一。 Hala Point系統的形態是一個六機架的數據中心機箱,大小相當於一個微波爐,內置1152顆Loihi 2處理器,共有140544個神經形態處理內核、11.5億個神經元、1280億個突觸,最大功耗僅為2600瓦。 系統內還有2300多顆嵌入式x86處理器,用於輔助計算。 內存帶寬達16PB/(16000TB/),內核間通信帶寬達3.5PB/(3500TB/),晶片間通信帶寬達5TB/,可以每秒處理超過380萬億次的8位突觸運算、超過240萬億次的神經元運算。 Hala Point在主流AI工作負載上的計算效率非常出色,比如運行傳統深度神經網絡時,每秒可完成多達2萬萬億次運算(20PFlops),8位運算的能效比達到了15TOPS/W(每瓦特15萬億次計算),相當於甚至超過了基於GPU、CPU的架構。 在用於仿生脈沖神經網絡模型時,Hala Point能夠以比人腦快20倍的實時速度,運行其全部11.5億個神經元。 尤其是在運行神經元數量較低的情況下,它的速度甚至可比人腦快200倍! 早期研究結果表明,通過利用稀疏性高達10比1的稀疏連接和事件驅動的活動,Hala Point運行深度神經網絡的能效比可高達15TOPS/W,同時無需對輸入數據進行批處理。 Hala Point系統有望推動多領域AI應用的實時持續學習,比如科學研究、工程、物流、智能城市基礎設施管理、大語言模型、AI助手等等。 來源:快科技

《最後紀元》副手法器腐敗大腦有什麼特點

《最後紀元(Last Epoch)》中的強力武器裝備的數量是很多的,而使用副手法器的職業也有很多,腐敗大腦就是其中很不錯的一種副手法器,這個副手法器的特點就是持續傷害法術技能附加17%至29%的毒素傷害。 最後紀元副手法器腐敗大腦有什麼特點 腐敗大腦對應獎勵秘境節點所在時間線:被盜的長矛 (「暗金或套裝的魔杖或法器」秘境獎勵),隨機掉落 腐敗大腦具體屬性特點如下圖 點擊圖片即可查看大圖 來源:3DMGAME

腦電波殺人!Twitch主播用大腦玩《最後一戰》

視頻: 她的頭部安裝了一個用於移動的陀螺儀,使用眼動儀進行瞄準,另外還通過腦電圖讀取大腦活動來進行射擊。 視頻畫面: 來源:遊民星空

玩瑪利歐治大腦?調查稱玩《瑪利歐》可改善精神疾病

從實驗結果獲悉,這項研究讓成年人每天玩《超級瑪利歐64》30 分鍾,持續兩個月,使用磁共振斷層掃描(MRI)測量大腦容量的變化,並將他們與不玩電子遊戲的對照組進行比較。 玩遊戲的參與者的右側海馬體、右側前額皮質和小腦的灰質增加。更重要的是,當參與者表示想要繼續玩遊戲時,這些變化最為明顯。 馬克斯・普朗克研究所壽命心理學中心的高級科學家西蒙・庫恩(Simone Kuhn)表示:「之前的研究也發現了電子遊戲玩家大腦結構的差異,但這項研究表明電子遊戲與大腦體積增加之間存在直接因果關系。證明了電子遊戲可以訓練大腦的特定區域。「 該研究所表示,計劃進行後續研究,以更好地了解遊戲對心理健康的影響,並且正在研究遊戲作為創傷後應激障礙(PTSD)的治療方法。 來源:遊民星空

《鵝鴨殺》大腦任務是什麼?大腦破壞任務效果介紹

鵝鴨殺大腦破壞任務效果介紹 大腦破壞就是用了之後所有狼可以無視距離傳話。 來源:遊俠網

2033年超越人類大腦 特斯拉自研晶片性能將達1千萬億次

特斯拉不僅在電動汽車行業實力強大,近年來還在研發腦機系統,並且有了自研的高性能晶片,未來甚至要超過人類大腦的算力——預計這個目標在2033年實現。 根據汽車和貨車租賃公司 Vanarama的一項新研究,特斯拉的汽車將在2033年比人類大腦更聰明,性能將達到1PFLOPS,也就是1千萬億次,這是很多超算的性能水平了。 這是因為特斯拉自研的晶片每年性能提升486%,只需要17年就能達到成熟人腦的程度,而人類大腦自然成熟需要25年。 特斯拉最新發布的自研晶片Dojo D1性能達到了362萬億次,是6年他們使用的NVIDIA晶片的30倍,後者的性能只有12萬億次。 在前不久的AI日活動上,特斯拉正式發布了D1晶片,採用台積電7nm工藝製造,核心面積達645平方毫米,僅次於NVIDIA Ampere架構的超級計算核心A100(826平方毫米)、AMD CDNA2架構的下代計算核心Arcturus(750平方毫米左右),集成了多達500億個電晶體,相當於Intel Ponte Vecchio計算晶片的一半。 它集成了四個64位超標量CPU核心,擁有多達354個訓練節點,特別用於8×8乘法,支持FP32、BFP64、CFP8、INT16、INT8等各種數據指令格式,都是AI訓練相關的。 特斯拉稱,D1晶片的FP32單精度浮點計算性能達22.6TFlops(每秒22.6萬億次),BF16/CFP8計算性能則可達362TFlops(每秒362萬億次)。 為了支撐AI訓練的擴展性,它的互連帶寬非常驚人,最高可達10TB/,由多達576個通道組成,每個通道的帶寬都有112Gbps。 而實現這一切,熱設計功耗僅為400W。 來源:快科技

大腦相當於什麼CPU?結果很意外:贏了i9輸給i3

很多人會把CPU比喻為電腦的“大腦”,的確,CPU作為中央處理器承擔著計算的作用,那麼人的大腦相當於什麼級別的CPU呢?其實把大腦比作CPU是太小瞧它了,因為大腦整合了包括硬碟顯卡等設備的功能,而不單單是CPU,如果單純看運算能力的話,兩者倒是有可比性。 大腦CPS算力遠超i9 如果考量CPS(每秒計算次數)算力,大腦的表現是遠超CPU的,人腦的算力是10^16 cps,相當於每秒能進行1億億次運算,目前只有造價上億元的超級計算機有這個水平。 因為人腦有千億級別的神經元,還有百萬億數量級的神級突觸連接,造就了大腦超強的算力,大腦還可以處理不同的信號,進行抽象化思維,這是i9級別的CPU也無法比擬的。 大腦浮點算力被i3秒殺 但一想到頭疼的數學題,你就知道大腦在某些方面還是差得遠,沒錯,這就是浮點算力。不管是簡單的加減法,還是復雜的圓周率計算,我們都知道CPU要比大腦快了好幾個數量級。 另外,CPU在運算時幾乎不會出錯,7 x 24小時不間斷運行也不會感到疲勞,多年連續使用之後也不會老化,這些也是CPU所具有的優勢。 超低功耗的神奇作品 其實從對比中就可以發現,大腦和CPU其實是特化的產物,大腦需要整合我們獲得的信息作出判斷,並進行一系列復雜的運算,而CPU則需要高效地針對某些特定軟體進行運算,兩者各有所長。 不過大腦仍然有一個優勢就是功耗。一般來說,人體的功耗在不同情況下約在70W-300W之間,而大腦的功率只占了10W,可以說是超低功耗了,而CPU要實現高算力需要的功耗則要高得多。 隨著技術的發展,CPU也在向大腦“借鑒”,通過模擬大腦中神經元的工作方式,逐漸優化人工智慧的表現,再加上軟體層面的優化,CPU也在向智能的方向發展,未來讓大腦和CPU作為互補搭檔或許會有更好的表現。 來源:快科技

這種大腦植入物,讓「漸凍人」也能「說話」

還記得幾年在網絡上掀起過一陣熱潮的「冰桶挑戰」嗎?這項要把冰水當頭澆下並將過程傳上網的活動,意在引起人們對「漸凍人症」(ALS,即肌萎縮性脊髓側索硬化症)這一罕見疾病及患者的注意。 ▲ 圖片來自:Unsplash 「漸凍人症」是一種破壞性的神經退行性疾病,發病原因不明,目前也尚無根治的方法。患者會經歷由於上、下運動神經元退化導致的身體肌肉萎縮,大多患者會死於呼吸衰竭。 人們對這個疾病的了解越多,就越發現它的「殘忍」,雖然發病的順序和程度因人而異,但患者最終可能喪失發起和控制一切自主運動的能力,比如不能移動自己的四肢,也會喪失說話和吞咽食物的能力。 ▲圖片來自:The Times of Israel 然而,患者的感覺神經和自主神經系統一般不受影響。也就意味著,大多數 ALS 患者的大腦完全喪失控制隨意運動的能力,但聽覺、視覺等依舊正常,可以一直保持清晰的思維、保留發病前的記憶、人格和智力,就像靈活的思維被「禁錮」被「定格」的身體里。 ▲ 圖片來自:DailyO 大多數情況下,當患者無法再說話時,可能會藉助輔助和增強通信設備與他人交流。比如 21 歲時就患上「漸凍人症」的霍金,在喪失語言能力後,藉助特別定製的電腦和軟體「打字」和「說話」,在輪椅上創作出了著名的《時間簡史》,還在電視劇中「客串演出」。 ▲ 《生活大爆炸》第五季劇照,圖片來自:豆瓣 霍金能維持交流能力,是依靠眼球運動,面部肌肉運動等配合計算機和軟體實現的。而歐洲一科學研究團隊發布在《Nature Communications》(《自然》雜誌子刊:自然—通訊)的一篇文章中顯示,一位 ALS 患者,依靠一種「大腦植入物」,通過聽覺神經反饋,「恢復」了交流的能力。 這名德國患者在 2015 年 8 月被診斷出患有 ALS 後病程很快,年底便已失去了說話和走路的能力。 ▲ 圖片來自:Wyss Center 起初,這名患者可以使用眼動追蹤設備,通過眼球運動將選擇單詞和句子組合在一起,進行表達交流。但到了 2017 年 8 月,他失去了固定視線的能力,於是又一次失去了交流的能力。 面對已經進入完全閉鎖狀態(CLIS)的患者,神經外科醫生 Jens Lehmberg...

世界上最難的記憶考試,讓倫敦的哥擁有了超級大腦

倫敦計程車執照考試被譽為是全世界最難的記憶考試,大多數考生需要辭掉工作高強度備考五年。 為了即將到來的考試,一位考生已經准備了三年半。在這漫長的時間里,他每周要雷打不動地學習7天,每天學上整整12小時。 但別誤會,這並不是什麼高考,他在准備的是一場計程車駕駛執照考試。 倫敦計程車,世界上歷史最為悠久、知名度最高同時也最受人喜愛的計程車。在歐洲計程車滿意度的調查問卷里,倫敦計程車多年來都在各個維度上穩居第一名。 辨識度極高的黑色老爺車搭配上彬彬有禮的英國紳士司機,倫敦計程車早已成為了倫敦最有標志性的風景之一。 但美好背後,是殘酷的倫敦計程車執照考試。它被譽為是全世界最難的記憶考試,大多數考生需要辭掉工作高強度備考五年,記住倫敦市中心查令十字街火車站方圓十公里范圍內的25000條街道,以及其中所有景點、酒店、警局,甚至理發店、小餐館、酒吧的位置和開業狀況,才有可能通過。 知識 英國人是有些戀舊的,即便是在GPS早已盛行的今日,他們仍舊要求計程車司機們踐行157年前定下的准則,把這兩萬五千條道路倒背如流。這種戀舊也體現在其他方面,比如這輛名叫哈克尼車的經典黑色老爺車,其外形已經沿用了上百年。 官方把倫敦計程車執照考試叫做「The knowledge「(知識),一個簡單明了的單詞,背後卻藏著整個倫敦,讓所有前來赴考的人們在浩瀚的地圖信息中掙扎。 考生們的層層考驗先從實地考察開始。每一位選手報名之後都會獲得一本考試專用「藍皮書「,書中有320個探索任務。每個任務都給出了倫敦地圖上的兩個地點,目的是要考生需要找到兩點之間最短的路線,同時還得熟讀並能背誦路線上的商家、景點信息。 你若是在倫敦街頭看到騎著摩托車戴著頭盔,在路邊突然停下來拿起筆和地圖指指點點念念有詞的怪人,別擔心,他可能只是個即將面對人類最難記憶考試的考生。 藍皮書任務范圍只在倫敦市中心,通過了這次初級測驗,考生就能進入接下來的筆試階段,最後才是淘汰率最高最恐怖的面試環節。 面試環節涵蓋的不僅是考試中上萬條道路,上萬處景點的問答,甚至還擁有自己的學習曲線。在最開始考官會給考生提供倫敦市中的兩個隨機地點,要求答出兩點之間最短的同行路線以沿途每一條街道和每一處景點的名字。 為了保證考試隨機公正,有時候考官還會丟飛鏢來決定地圖上的地點。在通過初次測驗後,考生會在每56天接受一次檢驗,考試內容會涉獵到更外圈的倫敦路線,也會更難回答,直到積累的足夠的分數,進階下一等級。 接下來,56天一測的考試會變成每28天一測,同樣也會擴大考試范圍,再下一等級測試間隔會變成21天。21天階段測試中,要在最高難度的周期測試里賺到足夠的分數,才能獲得象徵挑戰成功的計程車執照綠色徽章。 不過若是在測試的任意一環答出了差錯,那麼抱歉,沒達到標準的考生將會被退回上一個周期,重新積累分數挑戰,以至於部分考生在面試上耗了一年半載,最後還在起跑線。 大腦的極限運動 倫敦計程車考試這麼難,首先得怪倫敦本身的布局就復雜得有些離譜。 與大多數用網格模式橫平豎直布置街道的首都城市相比,倫敦的道路可以說是毫無規律可言,再加上隨著城市的發展,街道和建築的密度在逐年增加,倫敦地圖本身甚至成為了旅行者找路的第一道門檻。 有媒體稱倫敦地圖「像是一鍋義大利面掉在了地板上」 為了啃下這些難學的知識,考生們每一天都在進行痛苦的訓練。他們每天都坐在倫敦地圖前好幾個小時,或是用紙筆來測試最短路線,或者在大腦里對一趟從A到B的旅程來一場模擬冥想。 在2018年奧斯卡最佳紀錄片《徒手攀岩》里,攀岩者Alex全程無保護措施爬上了1000餘米高酋長岩,創造了徒手攀岩的歷史。在談起如何訓練時,他提到自己習慣用一種叫做「視覺心像「的技巧,閉上眼睛在腦子中完整攀爬一遍整條路線,在大腦中還原攀岩過程中的每一個細節。 」視覺心像」也是考生們最常用的技巧之一。他們會在訓練中閉上眼睛,在大腦里悉數還原路線中所有的細節,在哪里轉彎,哪里有小酒館,以及選擇哪條最便捷的路線,正如一場大腦記憶力考驗的極限運動。 司機的大腦,研究員的寶藏 把倫敦計程車司機的考試訓練稱為「大腦的極限運動」是有據可循的。 早在2000年,就有位名為Eleanor Maguire的愛爾蘭腦科學家對倫敦計程車司機的大腦進行研究。研究發現,成功通過考試的計程車司機,他們的大腦在大量記憶資料的錘煉下,負責記憶的海馬體與普通人相比明顯增大,灰質增多。也就是說,這場大腦的極限運動最終真的改變了人類大腦結構。 這項實驗的猜測依據是來自對一些鳥類和哺乳類動物的研究。一些松鼠和鳥類為了儲存食物,常常需要把食物埋在土里儲藏起來,位了記住食物的儲藏地點,在發育過程中這些動物的大腦海馬體部分,就明顯比其他不需要記住食物的動物大得多。 科學家們找到了幾位已經從事倫敦計程車司機工作多年的研究對象,和同一年齡段的普通人做了對比,根據MRI核磁共振掃描結果發現,計程車司機們大腦中負責「空間導航和記憶」部分的後海馬體明顯更大一些。 隨著時間推移,檢測到的前海馬體大小呈現增大趨勢 到了2010年,倫敦計程車司機的大腦又在實驗中幫助證明了「成年以後的大腦仍然具有可塑性」。這次倫敦大學學員的研究員們計劃了一場長達四年的跟蹤實驗,他們找到79名正准備開始備考計程車執照的成員,掃描記錄了他們現在的大腦海馬體情況,等到四年後再與他們自己的大腦做對比。 結果證明,獲得執照學員們腦中的海馬體在學習過程中發生了明顯的變化。學員們腦中海馬體的大小最初開始學習時大多十分相似,但在四年後,79名學員中有31位通過了考試,這幾位考生大腦中的海馬體相比五年前的自己明顯增大了許多。反觀那些中途放棄了以及沒成功通過考試的學員,他們的大腦海馬體與最初的自己並無多大異處。 但人類大腦同時也遵循著「有失必有得」的原理。隨著後海馬體的增大,計程車司機們的前海馬體被擠壓變小了,當大腦需要回憶更復雜的視覺信息時,會展現出明顯的算力不足,甚至還達不到普通人的標準。 如今這些好用的大腦們已經成為了腦科學研究珍貴的參照對象,在去年關於後海馬體萎縮的阿茲海默症研究中,計程車司機們要求在核磁共振檢測中繪制出A點通往B點的120條路線,但這對他們說實在是沒什麼大不了的,一位參與研究的司機在事後回答: 「與在倫敦高峰時期擁擠蜿蜒的街道纏鬥相比,計程車測驗實在是小菜一碟。」 紳士夢和新科技 這種真正的腦力勞動得來的成功讓計程車司機們感到驕傲,每當載客時他們總能把倫敦的各類細節侃侃而談,他是一名合格的計程車服務者,也是一名博學的英國紳士。唯一的煩惱不過是在搭朋友便車時,得時時告誡自己不要指手畫腳。 但這樣美好的紳士夢正在破滅,老傳統正在迎來新科技的沖擊。2012年,便捷的GPS導航功能催生出了Uber,一種價格低廉的計程車服務,並在這一年內湧入倫敦,打破了倫敦計程車司機維護了上百年的平衡。 計程車司機們對Uber的抱怨幾乎從未停止過。這些不守規矩沒受過培訓的新人經常在街頭上演闖紅燈的戲碼,三天兩頭就會傳來把顧客帶錯目的地的消息,也常常旁若無人地在車中睡覺,引得彬彬有禮的計程車司機們在大街上破口大罵。 這確實是值得擔心的。自從Uber進入倫敦以後,每年都有二三十名Uber司機被指控性侵犯或強奸,其中多人被定罪。 計程車司機正在呼籲Uber給女性乘客提供更安全的環境 計程車司機抗議要與Uber同台競爭的不平等。自己在經過多年艱苦的試煉中獲得了體面的工作,最後被一群「螢幕的奴隸」(計程車司機常常這樣稱呼用手機導航的Uber司機)分走了蛋糕。他們甚至還挑釁地稱Uber是「癌症」,正在破壞倫敦的文化,「沒有黑色計程車的倫敦,就像失去了大本鍾。」 對Uber司機再嚴格一點,幾乎成了所有計程車司機的訴求。這項請求最終在2016年生效,倫敦交通局為了提高行業標準,為Uber司機們提供了一份測試題,只要能通過考驗達到75分,就能持證上崗。 然而這份測試換來了成千上萬Uber司機的哀嚎,他們認為這比「英國公民身份測試更難「,75分的門檻太為難人,而實際上,很快就有媒體爆出了測試真題,其難度僅僅相當於10歲兒童的小學考試。 部分問題示例:「寫詩的人叫什麼名字?答案:詩人」 2019年,倫敦交通局因為持續不斷的安全問題叫停了Uber的計程車運營權限,2021年,計程車司機又以「違反雇傭規則侵犯個人利益為由「狀告Uber,要求賠償計程車司機們在2012年以來因為這種不平衡的盈利方式而受到的損失。 倫敦計程車執照考試「The knowledge「(知識)的起源,向來被認為是來自於1851年。那年,英國倫敦在水晶宮召開了第一屆世博會——萬國博覽會,將工業革命帶來的碩果展示給了世界。十萬遊客湧入倫敦,但出租馬車卻總是找不到水晶宮的所在地海德公園,引得遊客抱怨連連,迫使官方最終出台了」知識「考試。 一百多年以後,網際網路為倫敦的道路帶來了全新的潮流,卻也重新造就了會迷路的計程車司機——或許,老派計程車和Uber的爭執,還會延續很長很長的時間。 來源:遊研社

《食人鯊》:讓大腦放棄思考的「當鯊叼人」遊戲

作者:游信編輯 在下上官南北(本文首發於 三五七遊戲網) 前言 我很喜歡一些帶有「胡逼」「惡搞」屬性的遊戲,因為這類型的遊戲往往不會有什麼高密度劇情和復雜玩法,讓人隨時能夠玩上一把,不用擔心臨時中斷。而《食人鯊》這款遊戲完美符合我的要求,它的劇情、玩法、系統都不復雜,開放世界有一定自由度,既有主線指引你前進,也有支線供你消磨時間,即使全收集流程不過十餘小時,也是業余放鬆的好選擇。 陽光、沙灘,還有鯊魚 ​本作的畫質頗為扎實,無論是海底還是海灘都做到了較好的視覺呈現。由於鯊魚主要活動區域是淺灘,因此畫面整體很明亮,連光線稍差一點的下水道區域也被暖黃色的燈光籠罩,整體觀感很舒服。鯊魚游泳時展現的近景有豐富的海底細節,而被污染的水域和供富人度假的海灘等不同的水域也都是一目瞭然。 遺憾的是場景多為靜景,生物多樣性不足,同屏出現的魚類和其他海洋生物種類少、密度低,無法讓人體會到多種生物齊聚一堂的壯觀景象。 介紹完了舞台,接下來輪到主角——牛鯊登場。鯊魚的形象設計是我對這款遊戲一見傾心的理由:光滑的皮膚、鋒利的牙齒、兇狠的眼神,周身散發出一股「生人勿近」的高冷氣息。建模將鯊魚一貫給人們的強大兇猛印象給表現了出來,而隨著吃魚(人)數的增長,鯊魚的成長在外觀上也有所呈現,玩家能一眼看出自己的角色由一條與小魚小蝦打交道的呆萌小鯊魚,慢慢變成真正兇悍的海洋霸主,頗有一種頁游廣告中經常出現的「鯤」升級的感覺。扮演這樣兇悍的生物來吃人,想想就帶感。 在地圖任務上,遊戲的設計比較偏公式化,不大的地圖里填滿了各類收集品與任務,任務設計略顯單調,來來回回無非三種: 到沙灘吃人到海底吃魚擊敗boss、精英怪。 畢竟結合鯊魚日常生活來看,設計師貌似也想不出更加驚險刺激的任務,總不能邂逅母鯊談個戀愛吧。 不過本作的海底探索倒是給了我一些小小的驚喜。探索依賴於鯊魚的「聲吶」系統,收集品會以問號形式標出大致方位,往往在去往主線任務的路上就能順手收集,節省了尋找時間,降低「坐牢」程度。而在收集過程中,復雜的海底地形和縱橫交錯的下水道網、四通八達的水下洞穴增加了收集的難度,許多近在咫尺的問號也要經過好一番繞遠路探尋,這一切都豐富了探索樂趣,讓玩家擁有「踏破鐵鞋無覓處」的體驗。 將「鯊叼」進行到底 ​這個遊戲的主要玩法其實就是進階版的「大魚吃小魚」,只不過加了動作和rpg系統,吃魚或是完成任務都能讓等級提升。 作為一款偏沙雕的遊戲,本作的動作系統並不硬核,總體設計思路體現鯊魚快、狠的特點。撕咬、躲避、甩尾、空中翻滾、「死亡旋轉」(咬住獵物不放),種種基礎動作設計構成一套有趣卻並不復雜的系統。如果是吃人,還會很秀地把人拋在空中「舉高高」旋轉起來吃。 遊戲對鯊魚的能力還做出了一些超現實的展示,比如讓其在陸地上也能短暫呼吸。雖說在陸地上行動會受到限制,只能蹦跳著前進讓鯊魚顯得非常滑稽,但它依然能兇猛地朝人們張開血盆大口,將人一口吞噬然後返回水中。 遊戲的敵人基本分為兩種,一種是水下的各類海洋生物boss,一種是捕鯊隊,難度都不高。而敵人攻擊模式也較單一,全程打boss我幾乎都是一招「三板斧」就吃遍天,核心思路就一個字——莽,總之咬住不放就能輕松擊敗大部分boss。而且本作還存在吃魚回血的設定,沒血了能隨時補充,進一步降低了難度。 升級的主要意義還是在於解鎖套裝,沒錯,此乃本作超現實的另一個部分。鯊魚一共擁有三套風格各異、能力不同的套裝:骨牙套可以增加鯊魚的咬合力,閃電套可以給敵人增加眩暈效果,暗影套則會讓攻擊閃避附毒。三個套裝還有不一樣的主動技能,豐富了遊戲的玩法與攻擊系統,遊戲製作人的腦洞真是令我大開眼界。 諷刺荒誕的劇情氛圍 玩《食人鯊》時我想起來以前玩過的一款沙雕遊戲《模擬山羊》,《羊》雖然很自由,但缺了點敘事的調劑,整個遊戲空洞到讓我感到迷茫。而《食人鯊》整體劇情雖然說不上精彩,但就是顯得實在,該有的都有,各種劇本衝突和套路也是不少。 首先鯊魚是抱著大義——為母報仇的動機來吃人的,為此它需要通過吞噬,不斷進化,增強實力,最終與殺母仇人捕鯊手皮特決戰。劇本不僅展現了這位捕鯊手的殘忍與柔情,幾處反轉更是給了玩家極大沖擊。 除了實在的劇本,旁白也為遊戲增加了不少荒誕與黑色幽默氣息。一本正經的聲音一會兒吐槽鯊魚,一會兒科普知識,還大咧咧地對人類不顧危險只顧著玩的行為進行了明晃晃的諷刺。 一些收藏品作為埋藏的玩梗彩蛋,也成為了氣氛的調劑。 當然,如果你要認真琢磨此遊戲想表達的東西,還是能體會出一絲深意。鯊魚究竟算不算是來自海洋的復仇使者?就等你親自體會了。 結語 《食人鯊》最吸引我的地方,在於其爆米花電影一般的爽快風格,能讓我徹底放空大腦,暢游在海洋世界,吞噬眼前見到的一切。它算是真正做到了「圖一樂」,滿足並超越了我對鯊魚的許多想像,讓任務成了放鬆,讓探索成為了快樂,讓我在遊戲世界盡情浪里個浪。如果在其他遊戲的世界里當救世主當累了,來海洋里扮演個絕世無雙的海洋霸主也不錯。 ​ 來源:機核

令人放鬆愉快的連載,讓大腦興奮的停不下來

這期給大家推薦一部推理謎題的校園漫畫《比解謎還刺激》,作者遠藤准,講述在放學後的教師,解謎學弟x出題學姐一起開始無止境解謎日常的青春戀愛喜劇。 謎題自古以來變為人們恐懼和忌諱,然而有時它又是一種為無聊日常生活,增添色彩與刺激的調味劑,讓人無法拒絕為之著迷,總有一群人瘋狂熱愛解謎遊戲,比如說男女主。 一天男主收到了一封巨大情書,里面並沒有濃情蜜意的文字,而是一封謎題。直覺告訴男主是女主送的,於是找到女主詢問,女主說平安時代音愛情而焦慮的貴族們,會把十年化為歌通過書信聯絡,用來交流感情,送謎題也是一樣的,所以這不是一封情書而是挑戰書。 明明女主長的漂亮身材佳,但是卻是個十足的謎題控,滿心滿眼都是解密推理,自從認識男主,更是越發喜愛出題捉弄男主,互動中獲取快樂。 現在我們就自動代入男主,也來做一下這道題吧!這篇漫畫不僅畫風優良,還能檢驗智商,如此燒腦的漫畫,有興趣的關注一下哦~ 來源:動漫之家

大腦「拖延症」讓你直呼「眼瞎」:加工視覺信息有15秒延遲

你知道變化盲視嗎?說的是環境明明出現大的變化,人卻很難察覺到。變化大到找你問路的陌生人偷偷換了一個,你都沒感覺,對話還能繼續下去。實驗很簡單,先讓A隨機找人問路,這時有人舉著廣告牌喊著「借過借過」把兩人隔開。 之後A舉著廣告牌溜了,換成B留下接著問,兩個人長相、身高、穿著、聲音都不一樣。 無辜路人卻毫無察覺,還會繼續給B指路。 這個實驗最早出現在1998年,後來又被無數電視節目、網絡視頻復刻過,只有少數人能感覺出不對勁。 (搜「變化盲視」或「Change Blindness」就能找到很多) 以往對這個詭異的現象,科學家都是從注意力分配等方面找原因。 現在,一項發表在Science子刊的新研究,從認知神經科學的角度提出了全新解釋。 原來是從大腦加工視覺信息的底層機制上就出了問題。 研究者設計了新的實驗,分析結果後提出: 大腦處理視覺信息有延遲,而是把最近一段時間看到的畫面作平均混合後才更新一次。 刷新的時間大概在15秒。 大腦在偷懶? 為了排除注意力不集中的影響,這次實驗方法不再讓環境突然變化,而是使用了連續變化的圖像。 他們找來兩組人,分別回答一張年輕的臉和一張年老的臉是多少歲。 再找第三組人觀看這張臉逐漸變老的30秒視頻,問他們年齡增加了多少。 結果47名觀看了視頻的人會顯著低估年齡的變化,平均低估了5歲左右。 繼續驗證,把視頻倒過來,讓第四組人看從老變年輕,結果這些人對變化同樣有低估。 為了讓實驗更精確,研究人員後續還做了更多實驗排除其他影響因素。 比如改變視頻中面孔年齡變化的梯度,從逐漸變化到突然變化。結論是變化的梯度越大,參與者受到視頻開頭的影響越小。 這進一步說明了參與者對面孔年齡的判斷依據不僅與開頭圖像有關,而是整個視頻都有影響。 另外還有給視頻加上隨機噪聲、把年齡變化換成性別變化等等,總共12組對比實驗,這里不再一一展示。 總之,研究根據所有實驗結果計算得出: 人們看不到最新的實時圖像,而是最近15秒左右所有信息做平滑處理的結果。 論文作者Mauro Manassi和David Whitney,來自UC伯克利。 他們認為這種大腦這種機制算是一種「偷懶」,或拖延症,不過有兩點好處。 一個是可以節能。 實時處理每一幀視覺信息需要不停調動大量的視覺神經元,消耗太大。 另一個是帶來穩定的認知。 如果實時更新圖像,人類會感覺世界過於混亂和不穩定。 光影、透視的輕微變化都會讓人無法確定眼前物體與之前是否為同一個,根本沒法正常生活。 但是也有壞處 這種延遲和模糊機制在大部分日常生活場景中都有積極作用,但當需要絕對精確的視覺信息時也會產生問題。 同一個團隊的另一項研究發現,當放射科醫生檢查X光片時,不僅基於當前片子做判斷,還受之前片子的影響。 由此產生的錯誤率在3%-5%左右,會對患者造成誤診,影響治療甚至危及生命。 不知道這是否意味著,把這些要求精確性的任務交給沒有延遲機制的AI來做,會更有優勢? 最後,可以來試試你自己會不會變化盲視,看看用多長時間能找出這張圖片前後的不同。 來源:cnBeta

《靈活腦學校:一起伸展大腦》遊戲介紹分享

《靈活腦學校:一起伸展大腦》快要發售了,相信已經有不少玩家開始關注這款遊戲了,下面就給大家帶來遊戲介紹分享,希望可以幫助到大家,更多如下。 遊戲介紹分享 為了按摩放鬆大家的大腦,本作準備了、、、和5個類別的運動。 來挑戰各種伸展運動,提升大腦的「靈活度」吧!除了可以最多4人一起玩,還可以在幽靈對戰中與世界各地的勁敵和親朋好友進行靈活大腦對決,即使非同時遊玩也能進行對決。 獨自1人埋首解考題,或是大家一起輕松對戰,從小朋友到大人都可以一邊享受不同的遊玩形式,一邊試著按摩放鬆大腦! 本作所收錄的伸展運動嚴選自《Big Brain Academy》和《Big Brain Academy:WiDegree》。 來源:3DMGAME

靈活腦學校一起伸展大腦什麼時候登陸ns

《靈活腦學校:一起伸展大腦》要登陸ns ,該遊戲是一個輕松解題,放送大腦的遊戲。登陸時間是12月2日,到時候大家就能在日區遊玩到這款遊戲了。 登陸ns時間一覽 《靈活腦學校:一起伸展大腦》的上線時間是12月2日。 具體時間是12月2日23:00解鎖日區,12月3日21:00解鎖歐區。 來源:3DMGAME

益智遊戲《靈活腦學校:一起伸展大腦》發布新概覽預告

任天堂今天(11 月 9 日)發布了將登陸 Switch 主機的益智遊戲《靈活腦學校:一起伸展大腦》的全新概覽預告。 遊戲概覽預告: 遊戲介紹: 看看誰的大腦最強壯 在《靈活腦學校:一起伸展大腦》中進行一系列腦筋急轉彎來測試您的心理素質!進行各種各樣的小遊戲,例如記住一系列數字、在動物慢慢聚焦時識別它,或者在有趣、快速的活動中幫助引導火車到達目標。在 4 人比賽中與朋友和家人進行頭腦對腦的交流,看看誰的得分最高。每個人都可以在不同的難度下一起玩,所以在這場大腦的戰鬥中,孩子可以與成年人抗衡! 讓你的大腦享受快速的思維樂趣 通過有趣的測試獲得您自己的腦力分數。通過練習某些遊戲來提高您的技能和速度。當然,您也可以為下一次多人腦力激戰做准備或與朋友和家人比較分數。為您的遊戲頭像解鎖數十種服裝選擇——從小貓裝到玉米服! 對抗世界各地的思維大師 想看看你是如何與世界各地的腦殘粉相匹敵的嗎?跳入 Ghost Clash 模式與其他用戶的數據競爭。從世界各地的思維大師、朋友列表中的人或在同一系統上擁有個人資料的家庭成員中進行選擇。在 Ghost Clash 模式之外,檢查您的排名,查看您的腦力分數與他人一爭高下。 《靈活腦學校:一起伸展大腦》將於 12 月 3 日在世界范圍發售。 來源:3DMGAME

閱讀小說會對我們的大腦和行為產生怎樣的影響?

10月19日消息,據媒體報導,一本好書不僅可以改變你的一生,甚至還可以改變你的大腦。心理學家指出,閱讀和讀寫能力會對個人的行為造成影響,進而在整體上減少暴力的發生,創造一個更自由、更具包容度的社會。閱讀書籍、特別是閱讀小說,可以顯著提高讀者的共情能力。 但閱讀究竟是如何使大腦發生改變的呢? 閱讀中的大腦 故事是一種強大的溝通工具。閱讀故事讓我們可以突破物理局限,體驗不同的人生、經歷不同的現實。在我們閱讀故事時,大腦中究竟發生了什麼呢? 閱讀可以給我們帶來一系列好處,如提高想像力、增強共情能力等等。短期益處包括語言理解能力迅速提高、更容易感同身受、學會自我反省等等。具體來說,閱讀可以強化下述腦區的功能: 大腦邊緣系統:大腦中與學習、情緒、以及記憶形成相關的腦區; 視覺文字形成區:可幫助我們將文字以圖片的形式進行可視化。 威爾尼克語言區:負責語言處理的腦區。 布魯卡語言區:與言語形成有關的腦區。 前額皮層:與復雜思維處理、性格表達、決策制定、社會行為調節、以及目標導向行為的增加有關。 閱讀小說時的大腦 閱讀小說有點像情景模擬,讓我們可以利用文字在大腦中構建出另一個現實。通過閱讀,我們可以跳出自己的生活、去體驗無數個不同的人生。 閱讀小說的過程會激活大腦中特定的神經網絡。在人類進行任何類型的模擬活動時,同樣的神經網絡都會被激活。在我們閱讀故事時,大腦中主要有兩類神經網絡會被點亮。其中一類讓我們可以在腦海中進行情景構建,對小說中描述的物理空間展開想像;另一類則讓我們可以對角色、角色的生活及精神狀態進行思索。 這兩類神經網絡是各自獨立運作的。但研究人員觀察到,這些網絡之間其實存在某種關聯,讓我們可以理解小說人物的精神狀態,從而幫助我們更好地理解他人的想法和行為。 這種與他人感同身受的能力叫做「心智理論」。讀者都有自己最喜愛的文學體裁,有的喜歡浪漫小說、恐怖小說或驚悚小說,有人則喜歡非小說類文學。有趣的是,閱讀文學性小說和浪漫小說在提高心智能力方面都體現出了最高等級的相關性。閱讀這類小說可以幫助讀者更好地理解他人的所想、所需。因此,閱讀可以起到模擬練習的作用,讓讀者有機會體驗不同的現實、經歷不同的情境、感受他人的人生。這能幫助他們更好地理解現實世界中其他人的社會需求。 閱讀小說會改變大腦結構 人們的閱讀習慣不同,因此大腦結構或許也會有所不同。閱讀甚至可以在大腦發育早期使特定的腦區發生改變。 讀書可以將我們代入書中主角的思維和身體。這種體驗會對與感覺(軀體感覺皮層)和運動(運動皮層)相關的腦區造成刺激,從而增強這些腦區中神經元之間的聯系。研究還顯示,即使在讀完書一段時間之後,對軀體感覺皮層和運動皮層的增強效果依然能夠存續。 在一項研究實驗中,一組本科生在閱讀驚悚小說《龐貝》的同時、接受了功能性磁共振成像掃描。在受試者們讀完這本書的幾個章節後,科學家又分階段對他們開展了幾次掃描。結果發現,受試者左半腦的活動有所增加,而左半腦中包含一些與語言感知的腦區,以及大腦中央溝。後者為大腦的基本運動皮層,在視覺想像力的運用中發揮著一定作用。 即使在受試者停止閱讀後,這些腦區增加的腦活動依然得以保留。這或許意味著,閱讀可以使大腦活動發生長期變化。 研究還發現,經常閱讀文學與「言語能力下降幅度較少」和「記憶力較強」之間具有一定關聯性,因此可以降低上年紀後罹患失智相關障礙症的風險。 結論 「讀書可以經歷一千種人生。」——喬治·R·R·馬丁。 來源:cnBeta

那些精加工食品是如何損害衰老大腦記憶能力的?

10月18日消息,據媒體報導,一項新研究發現,連續四周食用深加工食品會導致衰老老鼠大腦中出現強烈的炎症反應,並伴有記憶喪失的行為跡象,而在食用加工食品的年輕成年大鼠中,並沒有檢測到神經炎症和認知問題。研究人員還通過動物研究發現,在加工飲食中添加ω−3脂肪酸DHA可以防止記憶問題,並幾乎完全抑制老年大鼠的炎症效應。 ...

新技術識別大腦「指紋」只需100秒

瑞士洛桑聯邦理工學院研究團隊發現,我們每個人都有一個獨一無二的大腦「指紋」,而且該指紋會隨著時間推移而不斷變化。他們的新技術只需1分40秒就可識別大腦「指紋」。相關論文發表在最近的《科學進展》雜誌上。 ...

研究稱大腦「指紋」隨著時間的推移而不斷變化

據媒體報導,EPFL醫學圖像處理實驗室和EPFL Neuroprosthetics中心的科學家和SNSF Ambizione研究員Enrico Amico表示:「我每天都在想它,晚上做夢都會夢到。這是我五年來的全部生活。」他正在談論他對人類大腦的研究,特別是對大腦「指紋」的研究。他了解到,我們每個人都有一個大腦「指紋」,而且這個「指紋」在時間上不斷變化。他的研究結果剛剛發表在《科學進展》上。 「我的研究考察了大腦內的網絡和連接,特別是不同區域之間的聯系,以便更深入地了解事物的運作方式,」Amico說。「我們主要使用核磁共振掃描來做這件事,它測量了特定時間段的大腦活動。」他的研究小組對掃描結果進行處理,生成圖形,以彩色矩陣的形式表示,總結出受試者的大腦活動。這種類型的建模技術在科學界被稱為網絡神經科學或大腦連接組學。「我們需要的所有信息都在這些圖表中,這些圖表通常被稱為『功能性大腦連接組』。連接組是神經網絡的地圖。它們告知我們受試者在核磁共振掃描期間在做什麼--例如,如果他們在休息或執行一些其他任務。」Amico說:「我們的連接體根據正在進行的活動和正在使用的大腦的哪些部分而變化。」 幾年前,耶魯大學的神經科學家們在研究這些連接體時發現,我們每個人都有一個獨特的大腦「指紋」。比較同一受試者相隔幾天進行的核磁共振掃描所產生的圖形,他們能夠在近95%的時間內正確匹配一個特定受試者的兩個掃描。換句話說,他們可以根據一個人的大腦「指紋」准確地識別他。Amico表示:「這真的令人印象深刻,因為識別只使用了功能連接體,這基本上是一組相關的分數。」 他決定將這一發現再向前推進一步。在以前的研究中,大腦「指紋」是通過持續數分鍾的核磁共振掃描來識別的。但他想知道這些「指紋」是否可以在短短幾秒鍾後被識別出來,或者是否有一個特定的時間點出現--如果是這樣,這個時刻會持續多長時間?「到目前為止,神經科學家們使用在相當長的時間內拍攝的兩次核磁共振成像掃描來識別大腦指紋。但是,舉例來說,指紋是否真的只在五秒鍾後出現,還是需要更長時間?如果不同的大腦區域的指紋在不同的時刻出現又會怎樣?沒有人知道答案。因此,我們測試了不同的時間尺度,看看會發生什麼,」Amico說。 他的研究小組發現,7秒的時間並不足以檢測出有用的數據,但這個過程可在1分40秒左右完成。「我們意識到,大腦指紋展開所需的信息可以在很短的時間內獲得,」Amico說。「比如說,沒有必要做一個測量大腦活動5分鍾的核磁共振成像。更短的時間尺度也可以工作。」他的研究還表明,最快的大腦「指紋」開始從大腦的感覺區域出現,特別是與眼睛運動、視覺感知和視覺注意力有關的區域。隨著時間的推移,與更復雜的認知功能相關的額葉皮層區域也開始顯示出每個人的獨特信息。 研究人員的下一步計劃將是比較健康病人和阿爾茨海默病患者的大腦「指紋」。Amico說:「根據我的初步發現,似乎使大腦指紋獨特的特徵隨著疾病的發展而逐漸消失。根據人們的連接體,越來越難識別它們。就好像一個阿爾茨海默氏症患者失去了他或她的大腦身份。」 沿著這條路線,潛在的應用可能包括早期檢測大腦「指紋」消失的神經系統疾病。Amico的技術可以用於受自閉症或中風影響的病人,甚至是有毒癮的對象。「這只是朝著了解是什麼讓我們的大腦變得獨特的又一小步:這種洞察力可能創造的機會是無限的。」 來源:cnBeta

研究人員發現大腦免疫細胞重要作用 揭示了人類生物學新發展

維吉尼亞大學醫學院研究人員發現了保護大腦免受疾病和傷害的免疫細胞一個重要但以前未知的作用。這些細胞被稱為小膠質細胞,也幫助調節血流和維護大腦的關鍵血管。除了揭示人類生物學一個新方面外,這些發現對認知能力下降、痴呆和中風以及其他與大腦小血管疾病有關的情況也很重要。 ...

研究:暗物質和多重宇宙幫助科學家破譯大腦的奧秘

據媒體CNET報導,根據周一發表在《npj Science of Learning 》雜誌上的一項新研究,物理學家的大腦通過自動將事物歸類為"可測量的"或"不可測量的"來處理反直覺的理論。 卡內基·梅隆大學的心理學家、該研究的第一作者Marcel Just說:「我們每天遇到的大多數事物,比如一塊石頭、一朵花,你可以說,'嗯,它和我的拳頭差不多大......但是物理學家思考的概念卻沒有這種屬性。」 為了准確研究物理學家的大腦是如何工作的,Just和其他研究人員給10名卡內基·梅隆大學的物理學教師--他們的專業和語言背景各不相同--提供了一本物理學概念的帳本。然後,他們使用fMRI(功能性磁共振成像)掃描來檢查受試者的大腦活動,因為這些人在列表中的活動。 與有助於解剖學研究的普通核磁共振成像相比,功能性核磁共振成像可以根據血流、葡萄糖和氧氣的波動來檢測大腦活動。 結果發現,每個物理學家的大腦將該領域內的概念組織成兩組。研究人員只需弄清楚如何給每組貼上標簽。 "我看了這個列表,'像勢能、扭矩、加速度、波長、頻率......這些概念有什麼共同點?在同一尺度的另一端,有像暗物質;二元性;宇宙學;多重宇宙這樣的東西,"共同作者、卡內基梅隆大學的粒子物理學家Reinhard A. Schumacher解釋道。 一般人可能會把 Schumacher的描述歸為後一種,認為是令人費解的,但他意識到,最重要的連接因素是它們是不可測量的。在大腦掃描中,這些概念並沒有顯示出他所說的"程度"的活動,鬆散地指的是將有形的限制放在某物上。 研究小組認為,物理學家的大腦會自動區分抽象的項目,如量子物理學,和可理解的、可測量的項目,如速度和頻率。 基本上,那些在這些非物理學家中引起困惑的東西並沒有引起他們的"程度"的想法。這可能就是他們可以相對輕松地思考這些東西的原因,而其他人卻開始擔心規模問題。 談到經驗,Schumacher說,一個學生考慮抽象的物理學思想可能與作為一個長期的物理學家構想它們非常不同。 Schumacher表示:「我認為有一種感覺,隨著物理學家年齡的增長,這些概念在腦海中逐漸形成,你最終會以一種更有效的方式使用它們。你越是使用這些概念,它們就越是像老朋友一樣。」 大腦掃描也支持這一論斷。該團隊不僅測試了教師的大腦活動,他們還觀察了物理學學生的大腦。 Schumacher說:「對於多年來一直在做這件事的老物理學家來說,就像大腦更有效率一樣。它不必像以前那樣需要長期思考,因為你馬上就會完成正確的事情。」 此外,Just指出教授們 「有更多的右半球激活,這表明他們有更多的遠距離相關概念」。 雖然物理學專業的學生可能會將速度與加速度聯系起來,但教授們似乎將速度與更多由大腦偏遠位置激活的小眾主題聯系起來,這也許是宇宙膨脹的速度。只是強調了大腦如何進化以適應新的、抽象的想法發生在我們所有人身上。也許只有理論物理學家能輕易理解多元宇宙,但在其他領域工作的人當然也會思考他們自己的復雜想法。 例如,化學家必須將看不見的原子軌道結構和只在教科書中畫出的鍵的構型形象化。而普通公眾,隨著時間的推移,已經適應了像iPhone這樣的發明。研究人員稱,想像一下,穿越時空回到1700年,向別人解釋一個無形的數據存儲礦的工作原理。他們可能會有和我們想像量子領域時一樣的感覺--我們對他們來說就像是"物理學家"。 "我們現在有這種理解,"Schumacher解釋說。"即使你開發了一些新的科學概念,我們也能或多或少地預測大腦將如何處理它。" 例如,在練習中,當被要求思考振盪時,Just說一些受試者的大腦激活了與節奏活動有關的部分。該器官基本上重新利用了古代用於一般節奏的區域,比如也許是音樂,以允許現代物理學概念。 "正弦波的概念只有幾百年的歷史,"Just說。"但是人們一直在觀察池塘里的漣漪 。" Just還建議,積極幫助大腦重新調整自己的目標,利用其適應能力,這是有可能的。他說,如果我們允許兒童通過教育擴大他們的思維,更早、更嚴格地引入抽象概念,也許有一天他們可以像科學家那樣輕易地想像事物。甚至在更遠的地方,他說這些發現可以為心理健康的研究提供信息--大腦的組織和適應能力在困境中是如何運作的? 「我認為這是世界上最迷人的問題,」Just說。「人類大腦的本質是什麼?我們怎樣才能使它們更健康;思考得更好?」 來源:cnBeta

物理學家大腦解密:超能力來自大腦演化 真的跟其他人不一樣?

10月13日消息,量子可以同時處於兩種狀態;空間就像是形狀可以改變的結構;雖然把整個宇宙「粘合」在一起,但暗物質卻是不可見的;誕生於138億年前大爆炸的宇宙,可能無限膨脹下去,也可能坍縮為一個奇點。 楊振寧 除非是一名受到良好訓練的物理學家,否則上述任何一個問題都會讓人腦殼疼。 在嘗試理解這些不可思議的復雜概念時,人們會出現認知困難,但理論物理學家每天都在考慮,甚至嘗試回答這些問題。 愛因斯坦 他們是如何做到的? 根據星期一發表在《npj Science of Learning》期刊上的一項研究,物理學家的大腦可以通過自動將事物劃分為「可測量」和「不可測量」兩類,來理解這些違反直覺的理論。 論文第一作者、卡耐基梅隆大學心理學家馬塞爾·賈斯特(Marcel Just)表示,「對於日常所見的大多數事物,例如一塊石頭、一個湖泊、一枝花,人們可以估計出它們的大小,但物理學家思考的概念,不存在大小這一屬性。」 為了研究物理學家大腦是如何工作的,賈斯特及其同事向10名具有不同專業和語言背景的物理專業老師提供一組概念,然後利用功能磁共振成像技術掃描他們大腦的活動。功能磁共振成像技術根據血液、葡萄糖和氧氣流動情況研究大腦活動。 實驗證明,每名物理學家大腦都會將概念劃分為兩類。論文共同作者、卡耐基梅隆大學粒子物理學家萊因哈德·舒馬赫(Reinhard A. Schumacher)說,「我希望搞清楚勢能、扭矩、加速度、波長、頻率等概念之間的共同之處;其他概念包括暗物質、二元性、宇宙和平行宇宙。」 普通人可能會認為舒馬赫所稱的「其他概念」讓人費解,但舒馬赫意識到,它們之間最重要的共性,是它們都是不可測量的。 研究團隊得出結論,物理學家的大腦,能自動區分量子物理等抽象概念以及速度、頻率等可測量概念。這可能是他們能相對輕松地思考這些概念的原因。 物理學家的「超能力」來自大腦演化 舒馬赫表示,學生對抽象物理概念的思考不同於物理學家,「隨著物理學家年齡的增長,這些概念在他們頭腦中『沉澱』的時間越來越長,使用起這些概念來就越駕輕就熟。這些概念使用得越多,它們就越像老朋友」。 對大腦的掃描也支持上述觀點。研究團隊不僅僅掃描了物理專業老師,也掃描了物理專業學生的大腦,「從事多年研究工作的物理老師,大腦考慮這些概念的效率更高」。 另外,賈斯特指出,教授們「右側大腦活動更活躍,表明他們大腦中有大量關聯模糊的概念」。 雖然物理專業學生可能在速度和加速度之間建立關聯,教授卻能在速度與被大腦邊遠區域激活的更小眾概念之間建立聯系,例如宇宙膨脹的速度。 霍金 能輕松思考新概念的並非只有物理學家 賈斯特強調,大腦接受新的抽象概念的演化,存在於全體人類。當然,可能只有物理學家能輕易理解二象性或平行宇宙,但其他專業人士也能掌握所在專業的復雜概念。 例如,化學家必須能夠想像無法觀察到的原子軌道結構和化學鍵。隨著時間推移,普通人已經對iPhone和雲計算「習以為常」,穿梭回數十年前,這兩者也讓人感到費解。 來源:cnBeta

大腦如何運行太復雜 真實思維方式可能需要重新定義

據媒體報導,人們熟悉的心理功能類別,例如:感知、記憶和注意力,都反映了我們的日常生活體驗,但它們卻對大腦工作方式會產生誤導作用,神經科學家曾試圖將不同類別的心理功能映射到大腦特定區域,但近期研究工作表明,這些特定區域的定義和界限是非常復雜的,而且與人們的生活環境有關。 ...

科學家開發實驗性大腦植入物 可通過電刺激某些大腦區域治療抑鬱症

據媒體New Atlas報導,一項令人難以置信的概念驗證研究表明,大腦植入物可通過電刺激某些大腦區域來治療嚴重抑鬱症。這種實驗性植入物監測神經活動的生物標志物,並實時對關鍵腦區進行短暫的電擊,以破壞電路並改善情緒症狀。 「這項研究為精神病學急需的新模式指明了方向,」新研究的共同第一作者Andrew Krystal解釋說。「我們已經開發了一種精準醫療方法,通過識別和調節她大腦中與她的症狀獨特相關的迴路,成功地控制了我們病人的治療性抑鬱症。」 這項新研究發表在《自然醫學》雜誌上,報告了第一位接受實驗性大腦植入物治療的人類患者,這是多年研究的成果。Sarah是一名36歲的女性,患有兒童時期發病的嚴重的、對治療有抵抗力的抑鬱症,她曾嘗試過所有治療方法--從多種抗抑鬱藥到電休克療法。 她解釋說:"我當時已經走到了盡頭,"她說。"我是嚴重的抑鬱症患者。如果這是我唯一能做的事,如果我永遠不能超越這一點,我無法看到自己繼續下去。這不是一個值得過的生活。" 之前的研究致力於發現某些情緒狀態和腦電活動模式之間的聯系。其他研究集中在特定的腦區,這些腦區在受到電擊刺激時可以改善抑鬱症的症狀。 「這項新的研究將我們以前研究的幾乎所有關鍵性發現匯集到一個完整的治療方法中,旨在緩解抑鬱症,」共同資深作者 Edward Chang說。 研究的第一步是在10天內密切跟蹤Sarah的大腦電活動,以確定與抑鬱症狀相關的特定模式。研究人員鎖定了杏仁核中的一個特定區域,該區域持續彈出的活動標志著急性抑鬱症狀的發生。 研究人員隨後發現對腹側紋狀體的短時電刺激可以抵消這種杏仁核活動。一旦這種個性化的大腦活動模式和刺激目標被確定下來,研究人員就植入了一個實驗裝置,該裝置可以感知一個區域的活動,並對另一個區域的電刺激作出反應。 "在最初的幾個月里,抑鬱症的減輕是如此突然,我不確定它是否會持續,"Sarah說。"但它已經持續了。 在植入個性化設備的幾天內,Sarah的抑鬱症症狀開始減輕。植入前,她在蒙哥馬利和阿斯伯格抑鬱症等級量表(MADRS)上的得分是36分,滿分45分。植入後僅12天,她的分數就降到了14分,幾個月後,分數進一步下降,最終降到了10分,這是一個標志著臨床緩解的正式分數。 "刺激某人,僅僅幾秒鍾後,他們就說,'我的抑鬱症消失了'......這真是令人震驚,"Krystal對StatNews說。"他們有這樣的經歷,他們多年來沒有這樣好的感覺,他們得到了希望。他們覺得有一種解脫的感覺,覺得這不是他們的錯,因為它可以通過調節腦迴路來改變。" 倫敦大學學院的神經科學家Jonathan Roiser稱這項新研究"令人興奮",但強調這只是涉及一個病人。目前還不清楚像這樣的系統需要多麼個性化才能在其他病人身上發揮作用。 Roiser說:"雖然這種高度侵入性的外科手術只用於有頑固症狀的最嚴重的病人,但由於刺激的定製性質,它是一個令人興奮的進步,"他沒有參與這項新研究。"如果在其他病人身上進行試驗,很可能需要不同的記錄和刺激部位,因為症狀背後的精確腦迴路可能因人而異。" 新研究的第一作者Katherine Scangos同意這個觀點,稱在這種療法接近現實世界的臨床使用之前,還有很多工作要做。到目前為止,Sarah在植入後的12個月里表現出了持續的改善,但這種療法的長期效果仍然是未知的。 "我們需要研究這些電路在不同患者之間的變化,並多次重復這項工作,"Scangos說。"而且我們需要看到,隨著治療的繼續,一個人的生物標志物或大腦迴路是否會隨著時間的推移而發生變化。" 自從在Sarah身上獲得成功後,研究人員又為這項正在進行的試驗招募了兩名參與者。最終的計劃是總共招募12名參與者,目前的試驗將持續到2035年。因此,這不是很快就會有的東西。 然而,作為一個概念驗證,這些發現是開創性的。證明大腦植入物能夠實時感知特定的活動,並通過有針對性的電刺激做出反應,從而影響一個人的情緒,這無疑是一個令人難以置信的里程碑,特別是在未來的心理健康治療方面。 Scangos說:「我們可以在症狀出現的瞬間對其進行治療,這是解決最難治療的抑鬱症病例的一種全新的方式。」 這項新研究發表在《自然醫學》雜誌上。 來源:cnBeta

研究:一種通過手術植入的大腦刺激裝置可幫助治療嚴重抑鬱症

據媒體The Verge報導,五年來,Sarah嘗試了所有可能的治療方法來治療她的嚴重抑鬱症,但沒有任何幫助。「我的日常生活因抑鬱症而變得如此受限和枯燥,以至於我感到每天都在受折磨,」這位36歲的女士說。但是,在接受了將一個裝置植入她的大腦的實驗性手術後,她感到她的抑鬱症多年來第一次得到緩解。Sarah在一次新聞發布會上說:「這就像我對世界的看法發生了變化。」 Sarah是一項治療嚴重、耐藥性抑鬱症的新方法的概念驗證試驗中的病人,該試驗於周一發表在《自然醫學》雜誌上。這些發現為幫助該疾病患者開辟了另一種可能的策略。這項研究只涉及Sarah,目前仍不清楚它在其他人身上的效果如何。不過,從試驗中得到的教訓幫助研究人員更多地了解了抑鬱症的性質,並可能適用於治療這種疾病的其他努力。 研究作者、加州大學舊金山分校威爾神經科學研究所的精神病學家 Katherine Scangos在新聞發布會上說:「我們通過這項試驗確定了一些關於大腦的基本屬性。我們認為這些關於大腦的發現將供大眾使用,並將幫助我們開發新的個性化的抑鬱症治療方法。」 該試驗使用了一種稱為深層腦刺激的技術,植入大腦的電極提供電脈沖,試圖改變或調節異常的大腦活動。這在癲癇和帕金森病等疾病中很常見。過去十年的研究表明,它有時可以幫助治療抑鬱症,但研究結果並不一致。以前的大多數努力都是對被認為參與抑鬱症的大腦個別區域進行刺激。然而,這項研究針對的是屬於特定大腦迴路的區域--大腦中負責特定功能的相互關聯的部分。 Scangos說:「我們現在越來越意識到,抑鬱症是由錯誤的迴路引起的。」 此外,所涉及的迴路可能對每個人都不同。因此,在這項試驗中,研究小組根據具體病人的抑鬱症情況對治療方法進行了個性化處理。他們繪制了Sarah的抑鬱症症狀發作時的大腦活動類型。然後,他們通過手術植入了一個設備,該設備可以檢測大腦活動,並向發生活動的迴路發送刺激。 對Sarah來說,這個手術非常有效。在設備開啟後的第二天早上,她在抑鬱症評分表上的分數下降了。也許更重要的是,她感到自己的情緒發生了巨大的變化。在她第一次接受刺激的時候,她在實驗室里大聲笑了出來。她說:「房間里的每個人都說,'哦,我的上帝',因為那是五年來我第一次自發地笑了,而且不是裝出來的。」 Sarah的抑鬱症迴路每天都會發作數百次,每次植入的設備都會提供一個簡短的刺激脈沖。Scangos說,她每天總共得到約30分鍾的刺激。Sarah感覺不到這些脈沖,但她說她對這些脈沖在一天中發生的時間有一個大致的概念。她說:「我會感到有一種警覺性和能量或積極性的感覺。」 盡管Sarah取得了壓倒性的成功,但這次試驗只是這種方法的第一次展示。試驗中使用的設備並沒有被授權用於治療抑鬱症--它最初是為治療癲癇而設計的,在試驗中使用了美國食品和藥物管理局的調查設備豁免。該研究的作者、加州大學舊金山分校神經外科系主任Edward Chang說:「作為一個領域,我們還有很多工作要做,以驗證這一結果,看看它是否真的能作為一種治療選擇而持久。」 Edward說,如果它被證明對其他人有效,那麼很可能只有在嘗試了所有其他選擇之後才會被使用。手術--尤其是腦部手術--總是有風險的。對於帕金森病和癲癇病患者來說,走這條路的患者一般已經嘗試了所有其他治療方法。Edward說:「就目前而言,很多這些方法我們認為是最後的手段。這也是一種昂貴的方法--本研究中使用的設備通常需要35000至40000美元。」 但是,即使只是這個演示也能幫助推動研究人員對抑鬱症的普遍理解。研究小組能夠確定大腦中涉及至少一個人的抑鬱症狀的迴路,而且該迴路可能被其他病人所共享。擁有關於抑鬱症迴路的基礎性信息,可以幫助開發針對類似區域的非手術策略。「擁有這些信息和知識,我們認為將遠遠超出這一應用,」Edward說。 Sarah認為她的成功也可以幫助消除一些關於抑鬱症的恥辱感。她說,通過這項研究幫助莎拉重新構建了她與這種疾病的關系。她說,在她的一生中,她已經內化了一些想法,即如果她振作起來並努力工作,她應該能夠感覺更好。「我們嘗試了所有可能的治療方法,我對所有的治療都抱著積極的態度,但都沒有效果。」她說:「這只是強化了抑鬱症,讓我覺得我是世界上最糟糕的病人,這是我個人的道德失敗。」 試驗改變了這一點,並幫助她的醫生不斷地反駁--她的抑鬱症是她大腦中的一種疾病--完全沉浸其中。Sarah說:「在試驗結束時,我想,'哦,我的上帝,這和帕金森病患者沒有什麼不同'。」 來源:cnBeta

4 EUV工藝首發、100萬神經元 Intel發布二代神經擬態晶片Loihi 2

通過晶片模擬人類神經乃至大腦,一直是科學家的夢想。現在,Intel正逐步實現這一夢想。 近日,Intel發布了第二代神經擬態晶片「Loihi 2」,首發採用Intel 4工藝(大致相當於台積電4nm),面積之小可以放在指尖上,但集成了多達100萬個神經元,是上一代的8倍,性能也提升了足足10倍。 同時,Intel還發布了用於開發神經啟發應用的開源軟體框架Lava,標志著Intel在先進神經擬態技術上不斷取得進展。 2018年1月,Intel發布了第一款能夠進行自主學習的神經擬態晶片Loihi,可以像人類大腦一樣,通過脈沖或尖峰傳遞信息,自動調節突觸強度,通過環境中的各種反饋信息,進行自主學習、下達指令。 Loihi基於Intel 14nm工藝,核心面積60平方毫米,包含128個神經形態的核心(Neuromorphic Core)、三個低功耗x86核心,集成12.8萬個神經元、1.28億個觸突,每個神經元有24個變量狀態。 Intel Loihi 2整合了過去三年Intel使用第一代研究晶片的豐富成果,並充分利用了Intel先進位造工藝、異步時鍾設計模式的進展。 它採用了預生產版本的Intel 4製程節點,證明其進展良好,而且加入了EVU極紫外光刻技術,可以簡化布局設計規則,也使得晶片面積僅為31平方毫米,而且能效更高。 集成230億個電晶體、128個神經形態核心(每核心緩存從208KBKB降至192KB)、六個低功耗x86核心,為簡化與傳統系統的集成還具有 10GbE、GPIO、SPI接口。  Loihi 2的新架構支持新型神經啟發算法和應用,每個晶片最多有100萬個神經元、1.2億個突觸,最高可分配1096個變量狀態,因此可提供高達10倍於上代的處理速度。 它還支持三因素學習規則與、出色的突觸(內部互連)壓縮率,內部數據交換更快,並具備支持與內部突觸相同類型壓縮率的片外接口,可用於跨多個物理晶片擴展片上網狀網絡。 Intel不會對外公開銷售Loihi 2,而是繼續面向Intel神經形態研究社區,還會打造八晶片的Kapoho Point系統。 來源:快科技

科學發現可用作大腦標記的特殊蛋白 能改善PTSD患者的生活

研究人員近日發現了一種可用作大腦標記的特殊蛋白質,以表明情感記憶是否可以被改變或遺忘。目前該項研究僅在動物身上進行,不過研究人員希望這項發現能夠讓創傷後應激障礙(PTSD)患者重新過上更平衡的生活。 圖片來自於 depositphotos 科學家們知道,長期記憶大致可以分為兩種類型:基於事實的記憶,我們可以回憶起諸如姓名、地點、事件等,以及一種本能的記憶,我們記得諸如情感和技能等內容。科學家們已經開始相信,這些情感記憶可以被修改,因此也許可以使創傷後應激障礙的潛在創傷得到治療。 2004 年,紐約科學家的一些開創性工作表明,如果用β-阻斷劑普萘洛爾治療動物,這使它們能夠忘記學到的創傷。然而,這些結果有時很難重現,導致人們對記憶是否可被修改產生懷疑。 現在,劍橋大學的科學家們已經表明,一種特殊的蛋白質--「柄狀」蛋白質的存在,它作為決定神經元之間連接強度的受體的支架,決定了用普萘洛爾治療的動物的記憶是否可以被修改。如果這種蛋白質被降解,那麼記憶就可以被修改。然而,如果這種蛋白質被發現存在,那麼這表明記憶是不可降解的,所以解釋了為什麼普萘洛爾並不總是產生失憶症。 首席研究員艾米·米爾頓博士說: 我們訓練大鼠將點擊器與輕微的電擊聯系起來,以產生恐懼記憶,這與一百多年前巴甫洛夫訓練狗的方式相似。然後,我們通過引入單獨的點擊器來提醒大鼠這一記憶("重新激活記憶"),並在這一提醒之後立即注射β-阻斷劑普萘洛爾。然而,我們並沒有看到以前文獻中報導的在這種干預之後出現的失憶現象。然後我們利用柄狀蛋白的存在來確定記憶是否首先變得不穩定,並發現它們沒有。 這意味著柄狀蛋白可以作為可塑性記憶的生物標志物。我們還不知道它是否直接參與了記憶的退化,或者它是否是更深層次反應的副產品。它所做的是給我們提供了一個途徑,是了解記憶的生物化學的第一道門的鑰匙。 這些是非常復雜的機制,我們需要記住這是動物的工作;人類的大腦是類似的,但要復雜得多。我們不認為這會導致電影中的那種情況,例如《暖暖內含光》,主人公可以選擇刪除哪些記憶。但我們希望,隨著時間的推移,我們將能夠確定使動物的記憶可以修改的因素,並將這些因素轉化為人類患者。 最終,我們希望能減少創傷性情緒記憶的無意識影響,這種創傷會毀掉創傷後應激障礙患者的生活。在古希臘的傳說中,他們談到了一種藥物,Nepenthe,它使他們忘記痛苦的記憶。我們希望這是在治療道路上邁出的一步。 來源:cnBeta

實驗根據大腦信號預測出鳥類會唱以及何時唱出的音節

加州大學聖地亞哥分校的研究人員一直在進行涉及鳥類及其大腦的實驗。該團隊進行的實驗預測了鳥類會唱的音節以及它們何時會唱這些音節,這一切只通過讀取其大腦的電信號。該團隊認為,獲得完全基於大腦活動預測鳥類行為的能力是為人類創造聲帶假體的下一步。 據該研究的第一作者達里爾·布朗說,創造這種發聲假體是這項研究的主要目標。據布朗說,該團隊正在研究鳥鳴,作為一種方式,使他們更接近於設計一個允許發聲和交流的人腦-機器接口。 研究人員在實驗中使用了一種名為斑馬雀的鳴禽。這項研究探討了如何利用鳴禽的大腦活動來預測鳥兒會唱什麼。至於該團隊為什麼關注鳴禽,他們說發聲是特別有意義的,因為它們與人類的語言相似,是一種復雜和學習的行為。在這項研究中,雄性成年斑馬雀在其大腦中植入了矽電極,使研究人員能夠研究唱歌時的神經活動。 研究人員正在調查的信號被稱為局部場電位,並在鳥類大腦中用於學習和歌唱的部分進行記錄,類似的局部場電位也被用來預測人類的發聲行為。 從長遠來看,研究人員希望利用他們在鳴禽大腦實驗中獲得的知識來改善那些患有影響語言的各種障礙和疾病的人類的生活質量。研究人員確定了局部場電位的不同特徵,這些特徵可轉化為鳥兒所唱歌曲的特定音節。該團隊還能夠確定這些音節在歌曲中何時會出現。其中一個更有趣的發現是能夠在音節層面上預測歌曲序列的變化。 來源:cnBeta

協助清除大腦中有毒廢物的頭盔裝置獲得美國陸軍資助

每個人都知道睡眠很重要,但對於睡眠對大腦的實際作用,我們仍有很多不了解的地方--以及如何提高其益處?為了進行調查,美國陸軍授予萊斯大學和其他機構的研究人員一筆資金,用於開發一種可攜式頭盔,可以在睡眠期間監測和調整通過大腦的液體流動。 我們大多數人都熟悉睡眠不足帶來的腦霧,但其中的確切過程仍然是神秘的。2012年,科學家們在該領域取得了巨大的突破,他們發現了腦脊液系統,該系統在深度睡眠期間通過腦脊液的沖洗來清除大腦中的有毒廢物。睡眠的中斷已經越來越多地與阿爾茨海默氏症等神經系統疾病相關。 研究唾液系統可以為睡眠障礙和如何治療它們提供新的見解,但目前它需要大型笨重的核磁共振機器。因此美國軍隊正在資助萊斯大學、休斯頓衛理公會和貝勒醫學院的研究人員開發一種可穿戴的頭盔。 "由於核磁共振成像不容易運輸,國防部詢問我們是否可以設計一個小型的、可攜式的帽子,可以在睡眠中測量和調節戰士的大腦健康,以提高他們的表現,"萊斯大學生物科學和生物工程研究所(IBB)的執行主任Paul Cherukuri說。"開發這個原型將要求我們從現成的設備開始,在建立我們自己的傳感器技術和算法的同時向它們學習。 該系統將由可穿戴硬體組成,這些硬體使用一系列方法從大腦中獲取信號,這些信號將使用新設計的算法進行處理。然後,神經調控設備可以刺激大腦中的液體流動。 信號將通過頭蓋上的混合傳感器來收集。腦電圖(EEG)測量大腦中的電活動,而流變腦圖(REG)測量血流。其他傳感器使用超聲脈沖測量液體流動--眼眶超聲(OSG)通過眼窩發送這些脈沖,而經顱都卜勒(TCD)超聲則通過顱骨發送這些脈沖。然後可以使用經顱電刺激(TES)和低強度聚焦超聲脈沖(LIFUP)控制液體流動。 該團隊說,開發測量和控制大腦中液體流動的可攜式技術不僅會幫助士兵,也會幫助病人,改善我們對睡眠期間發生的事情的理解,並有可能導致對睡眠和神經系統疾病的新治療。 貝勒大學教授菲達-沙伊布說:"雖然人類一生幾乎有三分之一的時間在睡覺,但關於睡眠的作用及其對人類生存和功能的影響的統一理論還沒有被確定下來。有利於清除廢物並防止其在大腦中沉積的技術與睡眠障礙患者有關,特別是那些有可能患阿爾茨海默氏症等神經退行性疾病的患者。" 在可能成為一個多年期項目的第一年,該撥款金額為280萬美元。該團隊希望在一年後提出第一個初步結果。 來源:cnBeta

研究揭示對大腦進行有針對性的脈沖磁刺激可改善情景記憶

據媒體New Atlas報導,由格拉斯哥大學一個團隊領導的新研究揭示了對大腦進行有針對性的脈沖磁刺激如何能改善情景記憶。這項工作發現,抑制左背外側前額葉皮層的活動能增強記憶的形成。 這項新研究基於先前的一項研究,該研究提供了意想不到的發現。最初的調查是研究當一個人試圖自願忘記一條信息時,大腦中發生了什麼。眾所周知,記憶控制受到左背外側前額葉皮層活動的影響,因此先前的研究正在分析是否可以通過刺激該特定的大腦區域來增強自願遺忘。 在這之前的研究中,一個偶然的發現是,緩慢重復的經顱磁刺激實際上是通過抑制左背外側前額葉皮層的活動來改善記憶表現。 「當我們在第一項研究中看到這些效果時,我們感到相當驚訝,因為這項研究旨在調查一個不同的問題,」新研究的作者Simon Hanslmayr解釋說。「因此,我們需要在第二個實驗中復制這些效果,看看這是否是真實的,事實上,這似乎是真實的。」 一些大學生被招募到後續實驗中。每個參與者在兩個場合完成了一系列的記憶任務--一次是在對他們的左背外側前額葉皮層施加1赫茲的經顱磁刺激,然後第二次是在對大腦的一個控制區域施加同樣的磁刺激。 與最初的實驗一樣,當左背外側前額葉皮層的活動受到抑制時,記憶表現確實得到了改善。研究人員在觀察參與者大腦的EEG活動時發現,磁刺激導致大腦頂葉區域的β波活動減弱。 研究人員目前提出的假設是,記憶「編碼」可以通過抑制大腦頂葉區域的活動而得到加強,而這可以通過針對大腦特定額葉區域的磁刺激來實現。現階段還不清楚的是這些不同的大腦區域究竟是如何連接和溝通的,但這項新研究的另一位作者Mircea van der Plas建議,更多的實驗將有望回答這些問題。 「我們的電生理學結果表明,額葉刺激影響了一個更廣泛的網絡,並通過抑制頂葉區域來改善記憶的形成,」van der Plas說。「這些是復雜但有趣的影響,需要進一步的實驗來更好地了解它們的神經基礎。」 這項新研究發表在《PLOS生物學》雜誌上。 來源:cnBeta

研究:一個數學方程可通過大腦活動和情緒來評估人們對經歷的感受

據媒體報導,一項新研究稱,一個數學方程可以利用人們的情緒和大腦活動來評估他們對經歷的感受。人們可能很難准確評估他們對某件事情的感受,尤其是他們感到社會壓力的事情。根據發表在《神經科學》上的新研究,他們的真實感受可以從他們的情緒和獎勵區域的大腦活動中收集到。 研究人員用重復的問題測量了參與者的情緒,用fMRI測量了他們獲得兩種獎勵時的大腦活動。參與者選擇了一個盒子,以獲得與他們在任務結束時將獲得多少錢相關的積分--這是一種外在的獎勵。然後他們玩了一個遊戲,通過螢幕上的障礙物導航光標。除了他們自己對做得好的滿意之外,他們並沒有因為玩遊戲而獲得任何東西--這是一種內在的獎勵。在整個研究過程中,參與者回答了有關他們感覺的問題。 研究小組開發了一個數學方程式,以確定內在和外在獎勵對參與者在特定時刻的情緒有多大貢獻。大多數人在獲得更多積分或成功完成遊戲後會感到更快樂,但任何一種獎勵對快樂的貢獻因人而異。與外在獎勵相比,那些因內在獎勵而更快樂的人的腹內側前額葉皮層(獎勵區域)活動更多,反之亦然。這些結果提供了一種無需直接詢問即可評估偏好的潛在途徑。 來源:cnBeta

保存完好的化石揭示了5億年前節肢動物祖先的大腦

節肢動物是動物分類中最多樣化和物種最豐富的類別,包括昆蟲、甲殼動物、蜘蛛和蠍子,以及其他不太熟悉的品種,如千足蟲和蜈蚣。現在生活在5億多年前的生物留下保存完好的化石非常詳細地揭示了一種結構,研究人員長期以來一直假設這種結構一定促成了被所有節肢動物繼承的原型大腦。 生活在5億多年前的生物留下保存完好的化石,這些化石屬於一種被稱為Leanchoilia的節肢動物,證實了昆蟲和蜘蛛胚胎遺傳學和發育生物學的早期研究所預測的大腦極端額域的存在,這種額域在現代成年節肢動物中是不分節的,是看不見的。 盡管看不見,這個額域在成年節肢動物的大腦中產生了幾個關鍵的神經中心,包括最終提供參與決策和記憶的中心干細胞。這個額域被假設為與活體節肢動物的前腦、中腦和後腦不同,並被命名為prosocerebrum。 2021年8月19日發表在《當代生物學》雜誌上的一篇論文描述了這些化石。這些化石提供了這種離散的前腦區存在的第一個證據,它在現代節肢動物的胚胎發育過程中顯示出一種遺產。這種非同尋常的化石不同於以前所見的任何東西,它表明5億年前,在表示前腦、中腦和後腦的三個節段神經節進化出現之前,這個最前部的大腦區域就已經存在了,而且結構上也很明顯。 神經節這個詞指的是在節肢動物的神經系統每個節段中出現形成神經中樞的網絡系統。在活的節肢動物中,標志著三部分大腦的三個神經節凝結在一起,形成一個固體塊,掩蓋了它們作為分段結構的進化起源。 在凱里地層(中國西南貴州省的一個地質構造)的沉積物中發現的Leanchoilia化石可以追溯到大約5.08億年前的寒武紀時期。凱里化石出現在具有高濃度鐵的沉積岩中,鐵的存在可能有助於保存軟組織,隨後被碳沉積物所取代。大腦和節段神經系統的重建,顯示了從原葉延伸出來的一對前眼,從原葉延伸出來的側眼,以及四個節段神經節。在更遠的地方,在軀干內,每個節段都有一對神經節,它們由一條延伸到身體長度的神經線連接在一起。藍色陰影區域表示保留的腸道組織。 這種化石為我們打開了一扇窗,讓我們瞥見生活在5億多年前的動物身體演變。我們現在第一次知道,凱里地層的節肢動物化石有可能保存了神經組織,向我們展示了早期節肢動物的原始大腦。 來源:cnBeta

物理學家用新的量子材料模擬出人工大腦網絡

艾薩克-牛頓在被隔離於鼠疫蔓延的情況下取得了突破性的科學成果,這是一個傳奇。加州大學聖地亞哥分校的物理學家現在可以在大流行病驅動的科學史上占有一席之地。加州大學聖地亞哥分校的一個研究小組和普渡大學的同事現在已經模擬出了模仿大腦功能的新型人工智慧計算設備的基礎,這一成就很大程度上由COVID-19大流行病封鎖帶來的。 通過將新的超級計算材料與專門的氧化物相結合,研究人員成功地展示了電路和設備網絡的主幹,這些網絡反映了基於生物的神經網絡中的神經元和突觸的連接。 《美國國家科學院院刊》(PNAS)對這些模擬進行了描述。 隨著今天的計算機和其他設備的帶寬需求達到其技術極限,科學家們正在努力實現更強大的通信能力,在未來,新材料可以被協調起來,以模仿類似動物神經系統的速度和精度。基於量子材料的神經形態計算,顯示出基於量子力學的特性,使科學家有能力超越傳統半導體材料的限制。這種先進的多功能性為新時代的設備打開了大門,這些設備比今天的設備更靈活,能源需求更低。其中一些工作由物理系助理教授Alex Frañó和加州大學聖地亞哥分校的量子材料節能神經形態計算(Q-MEEN-C)的其他研究人員領導,該中心是能源部支持的能源前沿研究中心。 Frañó說:"在過去的50年里,我們看到了令人難以置信的技術成就,這些成就讓計算機逐漸變小和變快--但即使是這些設備也有數據存儲和能源消耗的限制,"Frañó說,他與加州大學聖地亞哥分校前校長、加州大學校長和物理學家Robert Dynes一起擔任PNAS論文的作者之一。"神經形態計算的靈感來自於數以百萬計的神經元、軸突和樹突的涌現過程,這些神經元、軸突和樹突在一個極其復雜的神經系統中連接在我們身體各處。" 作為實驗物理學家,Frañó和Dynes通常在實驗室里忙於使用最先進的儀器來探索新材料。但是隨著大流行病的發生,Frañó和他的同事們被迫與世隔絕,擔心他們如何保持研究的進展。他們最終認識到,他們可以從模擬量子材料的角度來推進他們的科學。Frañó說。"我和我的合著者決定從更多的理論角度研究這個問題,所以我們坐下來,開始每周(基於Zoom的)會議。最終,這個想法發展並起飛了"。 研究人員的創新是基於連接兩種類型的量子物質--基於氧化銅的超導材料和基於氧化鎳的金屬絕緣體過渡材料。他們創造了基本的"循環裝置",可以用氦氣和氫氣在納米尺度上精確控制,反映了神經元和突觸的連接方式。添加更多的這些設備後,再使其相互連接並交換信息,模擬顯示,最終它們將可以創建一個網絡設備陣列,顯示出像動物的大腦一樣的突發特性。像大腦一樣,神經形態設備被設計為加強比其他設備更重要的連接,類似於突觸比其他信息更重要的稱重方式。 "令人驚訝的是,當你開始放入更多的循環時,會開始看到你沒有預期的行為,"Frañó說。"從這篇論文中,我們可以想像用6個、20個或100個這樣的設備來做這件事--然後它就會以指數形式變得豐富。最終的目標是創建一個由這些設備組成的非常大而復雜的網絡,它們將有能力學習和適應。"現在,Frañó和他的同事們又回到了實驗室,用真實世界的儀器測試PNAS論文中描述的理論模擬。 來源:cnBeta

光和氧的力量可清除活體小鼠大腦中的阿爾茨海默病蛋白

最近在小鼠身上測試的一種小型光激活分子代表了一種消除阿爾茨海默病患者大腦中發現的澱粉樣蛋白團塊的新方法。如果在人類身上得到完善,該技術可以作為免疫療法的替代方法,並用於治療由類似澱粉樣蛋白引起的其他疾病。 研究人員將該分子直接注射到患有阿爾茨海默病的活體小鼠的大腦中,然後用一個專門的探針每天向其大腦照射30分鍾,持續一周。對小鼠大腦組織的化學分析顯示,該治療方法明顯減少了澱粉樣蛋白。使用阿爾茨海默病患者捐贈的人腦樣本進行的額外實驗結果支持了未來在人類身上使用的可能性。 東京大學講師、最近發表在《大腦》雜誌上的研究的共同第一作者Yukiko Hori說:"我們研究的重要性在於開發這種技術,以澱粉樣蛋白為目標,加強免疫系統對它的清除。" 該研究小組開發的小分子被稱為光氧催化劑。它似乎通過一個兩步過程來治療阿爾茨海默病。首先,該催化劑破壞了澱粉樣斑塊的穩定性。氧化,或添加氧原子,可以通過改變固定分子的化學鍵使其不穩定。被稱為"氧漂白劑"的洗衣粉或其他清潔劑使用類似的化學原理。 該催化劑被設計為針對澱粉樣蛋白的折疊結構,並可能通過交聯被稱為組氨酸殘基的特定部分來發揮作用。催化劑在被近紅外光激活之前是惰性的,因此在未來,研究人員設想這種催化劑可以通過注射到血液中被輸送到整個身體,並通過光瞄準特定區域。 其次,不穩定的澱粉樣蛋白隨後被小膠質細胞清除,小膠質細胞是大腦的免疫細胞,負責清除健康細胞外的受損細胞和碎片。研究人員利用在培養皿中生長的小鼠細胞,觀察到小膠質細胞吞噬含氧澱粉樣蛋白,然後在細胞內的酸性隔間內將其分解。 東京大學領導該項目的富田泰介教授說:"我們的催化劑與澱粉樣蛋白的特定結構結合,而不是與獨特的基因或胺基酸序列結合,因此這種相同的催化劑可以應用於其他澱粉樣蛋白的沉積。" 美國臨床腫瘤學會估計,在美國,每年有4000人被診斷出患有由腦外澱粉樣蛋白引起的疾病,統稱為澱粉樣蛋白病。光氧催化劑應該能夠去除澱粉樣蛋白,無論它在何時何地在體內形成。盡管一些現有的阿爾茨海默病治療方法可以減緩新的澱粉樣斑塊的形成,但消除現有的斑塊對阿爾茨海默病尤其重要,因為澱粉樣蛋白在症狀出現前幾年就開始聚集了。 研究小組現在正在努力修改催化劑的設計,使其能夠通過照射頭骨來激活。 來源:cnBeta

科學家首次培育出具有帕金森病病理特徵的「迷你大腦」

為了幫助破解人類大腦這一復雜的難題,科學家們一直在實驗室中培育「迷你大腦」。現在,新加坡的一個團隊取得了重大突破,首次培育出具有帕金森病病理特徵的「迷你大腦」,可能為更好的治療鋪平道路。 之前對帕金森病的大部分研究都是在該疾病的小鼠模型中進行的,但這遠遠不是對人類的完美模擬。帕金森病的一些最典型的病理特徵實際上並沒有出現在小鼠身上,這導致了對疾病進展或實驗性治療的不完整描述。 「在動物模型中重現帕金森病的模型是很難的,因為這些模型不顯示產生神經遞質多巴胺的神經元的進行性和選擇性喪失,這是帕金森病的一個主要特徵,」該研究的高級合著者Ng Huck Hui教授說。「另一個限制是,帕金森病的實驗性小鼠模型不會出現被稱為路易小體的特徵性蛋白質團塊,這些蛋白質團塊經常出現在帕金森病患者的腦細胞中,以及一種被稱為路易體痴呆的進行性痴呆症。」 近年來,科學家們已經開發出更精確的模型,稱為類腦器官。這些豌豆大小的腦組織塊是由人類干細胞在一種與大腦正常發育的培養基非常相似的培養基中生長而成,誘導細胞形成一個三維神經元簇,與實際的大腦非常相似。科學家們已經用這些類腦器官來研究發育、疾病和藥物,甚至成功地製造了一些長出血管和類似眼睛的結構。 為了創造出表現出帕金森症特徵的類腦器官,研究人員設計了干細胞的DNA,使其具有與該疾病相關的遺傳風險因素。果然,由此產生的「迷你大腦」顯示出其產生多巴胺的神經元以及路易小體逐漸喪失的跡象。 該研究的高級合著者Hyunsoo Shawn Je說:「這些實驗是首次重現我們只在人類患者身上看到的帕金森病的獨特特徵。我們已經創建了一個有關病理學的新模型,這將使我們能夠跟蹤疾病的發展,以及如何減緩或阻止它。」 研究小組已經開始使用「迷你大腦」來研究這些路易小體是如何形成的,並測試可能能夠阻止該疾病進展的藥物。 這項研究發表在《神經病學年鑒》雜誌上。 來源:cnBeta

超越多巴胺:新的大腦掌管獎勵機制的神經迴路被發現

在《自然-神經科學》上發表的一篇論文中,研究人員推動了關於大腦獎勵途徑的科學發展。克服成癮和精神障礙的關鍵就在我們大腦掌管我們感覺良好的部分。就像太空一樣,大腦的這個區域需要更多的探索。 最古老和最知名的獎勵途徑是間葉多巴胺系統,它由從中腦部分的腹側被蓋區(VTA)投射到伏隔核的神經元組成--這是介導情緒和動機處理的關鍵結構。多巴胺是一種神經遞質,當大腦期待獎勵時就會釋放。多巴胺的飆升可能來自吃比薩餅、跳舞、購物和性。但它也可能來自毒品,並導致藥物濫用。 在尋找治療成癮和精神疾病的新療法時,研究人員正在研究多巴胺以外的途徑,這些途徑可能在獎勵和強化方面發揮作用。 在《自然-神經科學》上發表的一篇論文中,來自華盛頓大學醫學部布魯查斯實驗室的研究人員推動了我們獎勵途徑的科學發展,並發現了另一條這樣的途徑。 通訊作者、華盛頓大學醫學院麻醉學和疼痛醫學教授麥可-布魯查斯博士說:"這項研究為了解可能在濫用尼古丁、鴉片制劑或其他藥物以及影響獎勵處理(包括抑鬱症)的神經精神疾病中發生改變的獎勵迴路開辟了新的途徑。" 研究人員發現,VTA(中腦)中大約30%的細胞是GABA神經元。神經元是大腦和神經系統的基本單位,這些細胞負責接收來自外部世界的感覺輸入,向我們的肌肉發送運動指令,並在中間的每一步轉化和轉發電信號。VTA GABA神經元已被越來越多地確認為參與獎勵和厭惡,以及治療成癮、抑鬱症和其他與壓力相關的疾病的潛在目標。 "我們發現的是獨特的GABA能細胞,它們廣泛地投射到伏隔核,但只投射到特定的部分,這有助於獎勵的強化,"共同第一作者、布魯查斯實驗室和成癮、疼痛和情感神經生物學中心的博士後學者拉賈拉姆·戈里山卡爾說。 在雄性和雌性小鼠實驗中,研究人員表明,從VTA到腹側(而不是背側)的長程GABA神經元參與了獎勵和強化行為。他們表明,這種GABA能投射抑制了膽鹼能中間神經元--獎勵相關學習的關鍵角色。這些發現"進一步加深了我們對直接牽涉到抑鬱症和成癮等神經精神疾病的神經迴路的理解"。 戈里山卡爾說,這些發現使科學家們能夠了解大腦的子區域,並直觀地看到特定的神經調節劑是如何在獎勵處理過程中釋放的。在科學方面,研究人員能夠強調大腦中的異質性,或差異。 戈里山卡爾說:"我們不要把大腦中的結構想成是單一的,這真的很重要。大腦中有很多細微的差別--它的可塑性如何,它是如何被連接的。這一發現顯示了差異如何發揮的一種方式。" 來源:cnBeta

健康遊戲之選《靈活腦學校:一起伸展大腦》12月發售

繼腦鍛鍊登陸Switch之後,任天堂昨天公開了另外一款以鍛鍊腦力為目標的Switch遊戲新作,《靈活腦學校:一起伸展大腦》。本作將於12月3日發售,遊戲支持中文。 《靈活腦學校:一起伸展大腦》預告: 獨樂樂,眾樂樂,和世界各地的人一起同樂。來「伸展大腦」,按摩放鬆僵硬的大腦。 一邊輕松解考題,一邊按摩放鬆僵硬的大腦,《靈活腦學校》在Switch上登場!為了按摩放鬆大家的大腦,本作準備了「直覺」、「記憶」、「分析」、「數字」和「知覺」5個類別的「大腦伸展」運動。來挑戰各種伸展運動,提升大腦的「靈活度」吧! 除了可以最多4人一起遊玩,還可以在「幽靈對戰」中與世界各地的勁敵和親朋好友進行「靈活大腦」對決,即使非同時遊玩也能進行對決。 獨自1人埋首解考題,或是大家一起輕松對戰,從小朋友到大人都可以一邊享受不同的遊玩形式,一邊試著按摩放鬆大腦! 《靈活腦學校:一起伸展大腦》支持1至4人遊玩,將於12月3日發售。 來源:3DMGAME

我們真的只利用了10%的大腦嗎?原來大家都被騙了

流行文化中經常見到「我們的大腦只利用了10%」這樣的說法。前幾年的電影《超體》就以此為前提,講述了主角成功利用「剩餘」90%大腦的故事。還有一些公司也會以此為噱頭,宣稱自己的產品可以幫助消費者開發剩餘的大腦潛力。 10%究竟是什麼說法?為何如此流行? 這個傳言是說,人類對自己大腦(或者說心智能力)的平均利用率只有10%左右。由於它在流行文化中露臉實在太多,很難進行追根溯源。但就像很多類似的傳言一樣,這個說法最初其實也來自對科研結果的誤讀。 19世紀90年代,美國心理學家威廉·詹姆斯在對「神童」的研究結果基礎上提出,「在我們的心智與身體資源中,我們其實只利用到了其中的一小部分」。 可以推測,人們就是在此基礎上得出了「我們只利用了一小部分『腦力』」的結論,隨後還將這個錯誤結論廣泛運用在了各類廣告和書籍中。 還有一種說法是,這則傳言最早源自著名神經外科醫生懷爾德·潘菲爾德開展的一項研究。在一次手術中,潘菲爾德用電流刺激了一些患者大腦中的特定部位。他注意到,對不同腦區的刺激可以導致患者做出不同的反應。例如,只要刺激控制左臂的腦區,患者的左臂就會動彈。利用這種方法,潘菲爾德繪制了一副大腦功能分布圖,標明了各個腦區控制的身體部位。 然而,他也在大腦中發現了一些「沉默」的腦區,對這些部位進行電刺激並不會對身體造成任何影響。有些人便認為,這說明並非所有腦區都會發揮功能,有些部位從始至終都「用不上」。如今我們已經知道,這種理解是錯誤的,對刺激沒有反應並不意味著這塊腦區沒有功能。 隨著時間的流逝,人們發現了越來越多不同類型的腦細胞。但許多類型一開始都被認為沒有任何功能。例如,在神經膠質細胞剛被發現時,科學家以為它們只是將神經系統黏合在一起的「膠水」,除此之外並無其它功能,因此給它起了這麼個名字。由於技術的落後,人們做出了許多錯誤的假設,許多細胞的重要性也因此被大大低估。這些錯誤假設也進一步鞏固了「大腦並非每個部位都有對應功能,我們只利用了大腦的一小部分」的說法。 揭露真相 隨著大腦成像技術的進步,真相也逐漸浮出水面:雖然各個腦區的活躍時間各有不同,但大腦的所有部位都是具有對應功能的。 在持續性腦損傷患者身上開展的研究顯示,即使大腦只受了輕微傷害,也會導致身體功能出現重大缺陷。如法國外科醫生保羅·布羅卡在一項研究中發現,一名患者在大腦額葉受損之後,除了「Tan!」這個字之外,什麼話都不會說了。 不僅如此,大腦還會「修剪」自己,就像園丁修剪灌木叢長出的多餘枝葉一樣,大腦也會將不再具有任何功能的腦細胞「砍去」。假如「大腦利用率只有10%」的說法是真的,那麼其餘90%的大腦早就被無情地「修剪」掉了。 況且,任何無用的腦區都會在進化過程中被逐漸淘汰掉。要知道,大腦的能量消耗高得驚人,占人體總能耗的20%。如果保留這麼一大塊毫無作用的腦組織,無疑是對能量的巨大浪費。因此,「大腦只有一小部分有功能」這種說法實在站不住腳。 為何這則傳言如此流行? 這則傳言讓我們相信,自己還有「進步」的空間。它讓我們以積極的方式看待自身,相信每個人都有可能成就一番事業,人人都有潛力成為愛因斯坦。 這里要指出的是,打破這則傳言並不意味著我們沒機會學習新知識、新技能。在人生中的任何階段,你都可以學習一門新語言、或者學會玩雜耍,這和大腦中有沒有「用不上」的腦區沒有任何關系。僅利用現有的、已經使用過的腦組織,我們也完全有能力學習新技能。 事實證明,人類的各種技能(比如閱讀和數學)都是在最近幾千年之內發明的,說明大腦並不是針對這些功能設計的,但我們照樣掌握了這些技能。大腦可以不斷做出調整和適應,重新利用之前使用過的腦組織來學習新事物。若非如此,我們又怎麼可能發明出電腦和智慧型手機呢? 所有人都有「進步」、或者說學習新技能的能力,而且所有大腦部位都會為我們所用,只是功能各有千秋而已。我們的神經系統的座右銘是:「要麼用,要麼丟。」在大腦這套「清掃系統」的幫助下,任何無用的腦組織都會被逐漸摒棄。所以,大腦中根本不存在「部分腦區用不上」這一說。 來源:遊民星空

六根手指會為人類帶來優勢嗎?是否會增加大腦負擔

據報導,每500至1000個兒童中,就有一個多長了一根手指,這種疾病叫做多指畸形。 南美洲有一個古老的神話認為,六指者為「天選之人」。不過對大多數現代人而言,多指畸形只不過是一種罕見的身體特徵而已。近期研究顯示,如果這多餘的第六根手指發育完全、能夠發揮功用,甚至還能給人帶來好幾項優勢。 多指畸形是怎麼回事? 用醫學術語來說,長有六根手指的現象叫做多指畸形,英文為polydactyly,最早由西奧多·科爾科林在1670年提出。可能由各種環境因素引發,比如營養攝入水平、孕前接觸了危險化學物質、或有癲癇發病史等等。 基因問題也可能引發多指畸形。胚胎的身體形狀由一組名叫「同源異型」的基因決定,它們可以確保生物的身體結構按照正確的形態發育。 多長一根手指會讓人更加手巧嗎? 2019年,德國弗萊堡大學的研究人員發表了一篇論文,對兩名第六指長在大拇指和食指中間的受試者開展了分析。這項研究觀察到了一些有趣的現象。首先,這根多餘的手指可以獨立運動,就好像它有自己專屬的骨骼、韌帶和肌腱一樣;不過這種情況非常罕見,因為這根多餘的手指大多都發育不全。 其次,這根手指可以與其它手指協同運動;也就是說,在其它五根手指做動作時,第六指也能隨之而動,還能與其它手指進行協調、完成一些復雜的動作。 在大多數多指畸形病例中,這根多餘的手指都只是一塊多餘的組織而已,沒有骨骼、韌帶或肌腱,因此無法獨立運動。只有當第六指發育完全、長出了骨骼、韌帶和肌腱時,才能具有一定的功能性。 如果第六指長在大拇指和食指中間,還可以更好地協調與其它五根手指之間的動作。 大腦和多餘的手指 身體的所有動作都由大腦控制。既然如此,多餘的手指要想正常發揮功能,是否會對大腦造成額外壓力呢? 答案是「不會」。大腦的功能十分強大,足以在不影響其它活動的前提下、處理好這根多餘手指的活動。不僅如此,如果某人有多指畸形,大腦中還會單獨劃出一塊腦區,專門負責控制這根多餘的手指。 我們四肢動物祖先的指/趾數一度有多有少,從5根至13根不等。但到了泥盆紀晚期、動物從水中遷移到了陸地上之後,幾乎所有動物的趾數都變成了5或4。只是我們還不清楚為何人類一般都長有五根手指、而不是六根。 來源:遊民星空