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。
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。
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。
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。
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。
民俗有言:桃花开,痴子忙。昨日,一大学生患“桃花癫”登上微博热搜,引发热议。该大学生认为周围女生都喜欢自己,并向全校的女生分别告白。不仅如此,由于精神的持续亢奋,该大学生还经常出现整晚不睡觉 3月18日,荣耀在国内市场发布全新AI使能的全场景战略,推出平台级AI赋能、以人为中心的跨操作系统体验,以及与全球产业链共振创新的一系列智能设备。荣耀CEO赵明表示,人工智能大模型时代,他们的AI战 在3月24日世界防治结核病日前夕,比尔及梅琳达∙盖茨医学研究所(以下简称盖茨医学研究所)宣布,启动评估结核病候选疫苗M72有效性的Ⅲ期临床试验。在Ⅱb期试验中,数据显示这一新疫苗可为艾滋病毒检 记者3月21日从安徽农业大学获悉,该校生命科学学院韩毅教授课题组与国内外专家合作,发现了植物避盐性的关键基因。该研究对于提高植物耐盐性,帮助盐碱地下的农作物稳产具有重要理论指导意义。相 3月23日消息,京东与OPPO战略合作协议签约仪式举行,双方签订未来三年OPPO在京东全渠道实现销售额同比增长100%的目标。在签约仪式上,OPPO高级副CEO、首席产品官刘作虎表示,2024年线上突破是OPPO中国区 3月23日消息,荣耀Magic6 RSR 保时捷设计于3月22日正式开售,售价为9999元。该款电话首销当天即被抢购一空,荣耀商城显示,下一轮销售时间将是3月29日上午10:08。荣耀总裁赵明在微博上表示,荣耀Magic6 RS 。本文链接:哺乳动物如何“计算时间”?我国科学家有新发现http://www.sushuapos.com/show-2-5536-0.html
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