日升日落，不同时差，哺乳动物如何能感知一天的时刻变化？大脑如何计算时间？这一直是国际科学界研究的难点。北京大学科研团队通过研究发现，哺乳动物大脑深部脑区中名为“视交叉上核”（简称为SCN）的神经元集群，可通过众多神经元的“集体决策”计算时间，时间解码准确率可达99%。这一成果日前在线发表于国际权威期刊《细胞研究》。
北京大学国家生物医学成像科学中心主任程和平院士介绍，团队通过自主研发的双侧扫描双光子显微镜，首次实现SCN区域近万颗神经元跨昼夜的钙成像。研究发现，SCN中以钙脉冲为基本单元，可形成从秒到小时到近日周期的跨尺度钙信号，展示出潜在的时间编码能力。
图为“蝴蝶”形态的SCN模块化功能组织（左）与其设计图（北大团队供图）
同时，利用机器学习技术，团队又开发了基于SCN神经元钙信号的时间解码器，发现其解码准确率随着神经元数量的增加而显著提升，当随机组合来自同一SCN脑片的900个神经元时，时间解码准确率达99%，且所有神经元对于整体时间计算有着近乎均等的贡献，从而揭示出神经元群体在时间编码上的集体决策机制。
“SCN是哺乳动物的‘中枢生物钟’，可接收并处理外界的光时间信息，计算时间并输出信号，从而指导调控生物体的生理功能与行为。”北京大学未来技术学院博士研究生王子晨介绍，由于SCN致密度高，一直以来获取大规模神经元集群的信号数据并实现解码是国际研究中的难点，团队此次应用高速高通量成像和机器学习技术才得以破解其“计时”的奥秘。
图为对称的波纹状SCN功能组织，形态像一只只“蝴蝶”（北大团队供图）
此外，通过多尺度对比学习方法并基于钙信号时间序列，团队还识别出SCN在空间中集聚形成双侧对称、波纹状的表征，其形状如同一只美丽的“时间蝴蝶”。
北京大学分子医学南京转化研究院喻菁博士表示，此次研究不仅是国际首次在系统水平上揭示SCN基于神经元集体决策机制的时间计算能力及机制，应用其中的大规模钙成像技术和深度学习方法也具有通用意义，为研究其他复杂神经元集群工作原理提供了新思路。
日升日落，不同时差，哺乳动物如何能感知一天的时刻变化？大脑如何计算时间？这一直是国际科学界研究的难点。北京大学科研团队通过研究发现，哺乳动物大脑深部脑区中名为“视交叉上核”（简称为SCN）的神经元集群，可通过众多神经元的“集体决策”计算时间，时间解码准确率可达99%。这一成果日前在线发表于国际权威期刊《细胞研究》。
北京大学国家生物医学成像科学中心主任程和平院士介绍，团队通过自主研发的双侧扫描双光子显微镜，首次实现SCN区域近万颗神经元跨昼夜的钙成像。研究发现，SCN中以钙脉冲为基本单元，可形成从秒到小时到近日周期的跨尺度钙信号，展示出潜在的时间编码能力。
图为“蝴蝶”形态的SCN模块化功能组织（左）与其设计图（北大团队供图）
同时，利用机器学习技术，团队又开发了基于SCN神经元钙信号的时间解码器，发现其解码准确率随着神经元数量的增加而显著提升，当随机组合来自同一SCN脑片的900个神经元时，时间解码准确率达99%，且所有神经元对于整体时间计算有着近乎均等的贡献，从而揭示出神经元群体在时间编码上的集体决策机制。
“SCN是哺乳动物的‘中枢生物钟’，可接收并处理外界的光时间信息，计算时间并输出信号，从而指导调控生物体的生理功能与行为。”北京大学未来技术学院博士研究生王子晨介绍，由于SCN致密度高，一直以来获取大规模神经元集群的信号数据并实现解码是国际研究中的难点，团队此次应用高速高通量成像和机器学习技术才得以破解其“计时”的奥秘。
图为对称的波纹状SCN功能组织，形态像一只只“蝴蝶”（北大团队供图）
此外，通过多尺度对比学习方法并基于钙信号时间序列，团队还识别出SCN在空间中集聚形成双侧对称、波纹状的表征，其形状如同一只美丽的“时间蝴蝶”。
北京大学分子医学南京转化研究院喻菁博士表示，此次研究不仅是国际首次在系统水平上揭示SCN基于神经元集体决策机制的时间计算能力及机制，应用其中的大规模钙成像技术和深度学习方法也具有通用意义，为研究其他复杂神经元集群工作原理提供了新思路。
科技日报从哈尔滨工业大学获悉，北京时间2024年3月20日8时31分28秒，“天都一号”“天都二号”通导技术试验星伴随探月工程四期鹊桥二号中继星任务搭乘长征八号遥三运载火箭从文昌航天发射场发射 自2023年以来，人工智能的“触角”已延伸到生活的方方面面。其中，“人工智能+情感”的赛道正悄然崛起。目前，国内外已经出现了多款较为成熟的AI伴侣应用。不少网友在社交媒体上晒出了与自己“AI 那些在吃完一顿饱饭后不久就在冰箱里翻找零食的人，可能不是胃口好，而是因为寻找食物的神经元过度活跃的缘故。美国加州大学洛杉矶分校心理学家在老鼠大脑中发现了一个回路：即使它们不饿，也会让它 美国加州理工学院喷气推进实验室的一个机器人专家团队，与卡内基梅隆大学机器人研究所科学家合作，开发出一种蛇形机器人，用于调查土星第六大卫星土卫二的地形，以寻找生命的“蛛丝马迹”。相关研究 xiaomi在3月21日正式发布了首款“潮流旗舰”定位的产品——xiaomiCivi 4 Pro。该机定位相较以前大幅升级，尤其是性能、影像、AI方面明显提高，这背后的大功臣之一就是第三代骁龙8s。xiaom 今天（23日）是第64个世界气象日，今年世界气象日的主题是“气候行动最前线”。地球是人类赖以生存和发展的家园，气候变化给人类造成的影响广泛而深远，关乎当下，更关乎未来。世界气象组织确认2023年全 。本文链接：我国科学家发现哺乳动物“计时”奥秘http://www.sushuapos.com/show-2-5014-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 发现900余颗脉冲星意味着什么？
下一篇： “考古新声”揭示中华文明传承密码