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脑信息科学:概念、内容与挑战
脑科学是公认的科技前沿,由于其内容的博大精深,人们根据相关内容涉及的空间尺度或研究视角的不同,定义了一系列的分支学科,如细胞神经生物学和计算神经科学.基于信息科学的大脑研究与应用,正在形成一个极富朝气与活力的新分支学科——脑信息科学(Brainformatics),其主要内容包括脑信息获取、脑信息解码、和脑信息应用3个方面.列举这3个方面的一些具体内容,探讨脑信息科学的一些机遇与挑战.
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慢性意识障碍的体系构建
慢性意识障碍(DOC)是一个涉及多学科的疾病状态.从诊断、患者意识水平的评估到术后疗效评定,一个学科很难独自完成整个诊疗,而需要多学科协同进行.DOC学科建设首先应明确学科的战略定位和远、近期目标,目标的设定直接影响科室未来发展方向;而战术上应确立以多学科协作,联合诊疗的基本形式,这样的组织构架能够让临床工作更有效率的推进,达到更高的治愈率.我国脑计划聚集了很多的脑科学专家,在这个领域的不断观察、探索、发现和尝试,不断推陈出新诊断和治疗技术,会让我们更加接近事实的真相,推动DOC取得突破性进展.
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神经外科功能区定位技术助力“脑计划”研究
一、“脑计划”的任务大脑由于其结构精细、功能复杂,因此是人体精密、复杂的器官.它不仅产生并控制人体感觉、运动等初级功能,并且还负责产生语言、认知、情感、记忆、执行等高级功能.脑功能的生理学结构是脑区及神经功能环路.在病理状态下,相对应的神经功能可能由于神经元及神经细胞的损伤而发生改变或代偿.因此,充分揭示脑功能的类型、脑功能区以及神经功能环路的分布、神经功能的损伤与代偿机制是至关重要的.
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神经外科是国家脑科学研究主力军
"脑连接图谱研究是认知脑功能并进而探讨意识本质的科学前沿, 这方面探索不仅有重要科学意义,而且对大脑疾病防治、智能技术发展也具有引导作用",2016 年习近平总书记在全国科技创新大会上提到脑连接图谱研究[1]. 2018 年 5 月 28 日习近平总书记在中国科学院第十九次院士大会、 中国工程院第十四次院士大会上讲到: 进入 21 世纪以来,全球科技创新进入空前密集活跃的时期, 新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图、 重塑全球经济结构. 以人工智能、量子信息、移动通信、物联网、区块链为代表的新一代信息技术加速突破应用,以合成生物学、基因编辑、脑科学、再生医学等为代表的生命科学领域孕育新的变革, 也就是说脑连接图谱研究是国家计划之一, 而神经外科领域也需要在这一方面有所作为.
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脑计划与精准医学
随着老龄化加剧,预计2030年中国60岁以上的人群达4亿人以上.神经退行性疾病患病率也节节攀升,虽然已做了大量的研究工作,但仍缺乏有效的治疗手段;未来主要的发展方向是寻找更为精确有效的微创或无创定位定性诊断工具,更为有效的治疗药物,更为个性化的诊疗方案等.脑计划的提出并实施,对解决人类自身难题,探索人类大脑数百亿个神经元的信息,并找到攻克人类脑部疾病的新方法带来了希望.
