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中国科学院脑智科学交叉前沿研究取得重大突破

由中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所李朝义院士主持的“脑智科学交叉前沿研究”重大项目,自2000年11月启动以来,历经三年取得了多项重要科研成果,并顺利通过由多学科专家组成的验收评审。

脑智科学作为研究人脑与智能关系的交叉学科,涵盖神经科学、心理学、数学、物理学及信息科学等多个领域,是新世纪极具挑战性的前沿科学方向。该项目汇聚了中国科学院旗下八个研究单位的顶尖人才,包括神经科学研究所、心理研究所、自动化研究所、昆明动物研究所、数学研究所、生物物理研究所、研究生院及武汉物理与数学研究所。

项目实施三年间,团队在国际顶级期刊发表论文百余篇,其中包括3篇发表于《Science》,1篇发表于《Neuron》,1篇发表于《PNAS》。此外,出版专著9部(国内7部,国外2部),在国际会议作大会报告20余次。多名青年学者获得中国科学院“百人计划”及国家杰出青年基金资助,27名研究生顺利获得博士学位。

在脑智科学的关键问题上,项目组取得了多项突破性进展。生物物理所陈霖院士团队针对“选择性注意的本质”问题,通过人脑功能磁共振成像与蜜蜂行为实验,提出并验证了“基于物体的选择性注意”理论及基于拓扑性质的视觉基本表达理论,相关成果分别发表于2003年《Science》和《PNAS》。

神经科学研究所郭爱克院士领导的课题组开展果蝇两难抉择研究,发现果蝇能识别形状与颜色,并能基于视觉线索的显著性做出选择,而缺失蘑菇体的果蝇则失去此能力,为理解脑智能行为提供了简明生物模型,成果发表于2001年《Science》。

昆明动物所马原野研究员与美国犹他大学、中国科技大学合作,揭示衰老不仅与感觉器官功能退化相关,还涉及中枢神经系统退变,特别是脑内伽马氨基丁酸水平降低。补充伽马氨基丁酸可使衰老神经元恢复年轻状态,相关研究发表于2003年《Science》。

李朝义院士课题组深入研究大脑视皮层神经元处理复杂大范围图像的神经机制,首次发现初级视皮层中存在一种非柱状的球状功能结构,直径约300微米,镶嵌于各皮层层次中,显著区别于已知脑功能结构。该发现发表于2002年《Neuron》,被评为重要论文,对理解脑处理复杂视觉信息机制具有重要意义。

此外,罗跃嘉课题组结合功能磁共振成像与事件相关电位技术,首次科学探讨了“顿悟”大脑机制,为理解创造性思维的神经基础提供了重要证据。相关成果发表于2002年《认知神经科学杂志》,并在国际人类脑成像大会上被评为会议亮点之一。

(责任编辑:泉水)