天桥脑科学研究院

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研究院动态

 

2023年对脑科学研究领域而言是充满机遇的一年,尽管在过去几年经历了疫情、国际关系等艰难挑战,但作为支持脑科学基础前沿研究的头部民间科研慈善机构——天桥脑科学研究院(Tianqiao & Chrissy Chen Institute,TCCI),始终坚持日拱一卒,走过寒冬,我们将迎来2023年的暖春。日前TCCI创始人陈天桥、雒芊芊携手十余位脑科学领域及跨学科专家教授列席TCCI 2023中国年度会议,以各方独家深刻洞见,言明脑科学研究发展策略,指明脑科学未来发展方向。

在会前致辞中,陈天桥提出了TCCI“3521”战略生态布局。在与近400位国际科学家深度交流后,他总结出脑科学领域普遍存在的3个痛点,针对这些痛点从5个方向上进行尝试,并结合新时代的两大机遇,推出了1个关键性平台苏格拉底实验室(Socratic Lab)。

TCCI应用神经技术前沿实验室主任Gerwin Schalk教授指出,将数字应用技术与临床相结合,将为解决临床疾病提供更有价值的策略。

 

TCCI创始人陈天桥、雒芊芊在线参加会议 | 图片来源:TCCI 2023中国年度会议

 

破立结合,推动脑科学发展

 

毛颖教授介绍华山医院脑疾病创新转化研究 | 图片来源:TCCI 2023中国年度会议

 

TCCI重要战略合作伙伴之一华山医院(国家神经疾病医学中心)院长毛颖教授在会议上介绍,华山医院在神经调控、脑机融合、细胞治疗的大布局下,致力于通过切除大脑病损组织打破一个旧的世界,通过恢复大脑功能平衡建设一个新的世界。脑疾病创新转化研究将打破科研、临床治疗、药物研发之间的围墙,推动前沿探索转化为临床成果,造福更多患者,助力人类健康战略实施。他强调,考核项目和科学家指标只有一个,那就是“你的工作是否起到了推动医疗行业发展的作用”。

 

破解精神医学四大难题,携手TCCI打造全国

精神医学技术人才集聚地

赵敏教授介绍国家精神疾病医学中心 | 图片来源:TCCI 2023中国年度会议

 

上海市精神卫生中心(国家精神疾病医学中心)院长赵敏教授为大家进行了国家精神疾病医学中心情况介绍,作为TCCI重要战略合作伙伴之一的上海市精神卫生中心依照“统筹布局、重点突出、科学发展”的原则,建立健全组织架构,破解严重精神障碍诊疗困难、技术手段相对落后、精神卫生专业人才缺乏、资源分布不平衡精神医学四大难题。未来将不断优化学科布局,联合TCCI人工智能与精神健康前沿实验室,推进神经调控中心建设,建成人工智能医疗器械真实世界数据应用中心,实现共享互通、共鉴互学、优势互补、互利共赢。赵敏教授指出,上海市精神卫生中心将携手TCCI打造全国精神医学高端人才集聚地、临床诊疗新技术策源地,成为专业指南与相关模式的中国方案贡献者。

 

提高睡眠健康指数造福社会

 

黄志力教授做睡眠专题报道 | 图片来源:TCCI 2023中国年度会议

 

TCCI研究员、复旦大学上海医学院黄志力教授分享了有关睡眠基础研究和产业的发展与思考。黄志力教授提出目前我们面临的最大的科学问题是“人为什么要睡眠”以及“睡眠的功能究竟是什么”两大难题。2018-2022年间黄志力教授及其团队已发现NAc D1R、VP GAGB、PVN Glut、CPU D1R四个重要的促觉醒核团;和传统调控核团相比,这些核团具有更加强大的觉醒作用。在进一步深入探讨这些觉醒核团究竟是如何调控睡眠之后,研究团队发现了睡眠的两大调控机制:内稳态和生物节律。

黄志力教授指出,这些深入的睡眠与睡眠障碍机制的探讨有助于推动学科交叉,助力(非)穿戴检测和干预设备、AI技术、新药和功能食品、远程医疗、慢病监测、舒适睡眠等新技术和新方法的应用和开发。关注睡眠本身,打造精准检测、治疗、康养的全生命周期健康照顾管理系统,将有效提高人们的睡眠健康指数。

 

拓展研究,未来有望实现

识别瘾君子、操纵睡眠和记忆

袁逖飞教授做成瘾及冬眠相关研究专题报告 | 图片来源:TCCI 2023中国年度会议

 

国家精神疾病医学中心脑健康研究院执行院长袁逖飞教授介绍了药物成瘾性、非冬眠动物冬眠、脑病诊断等前沿研究。袁逖飞教授提到,目前通过采用高密度电生理技术,大量溯源分析解析药物成瘾机制,成功找到MPFC脑区,通过beta振荡,有望实现药物成瘾者临床标记物预测与判断。

袁教授还介绍了目前正在进行的研究,持续对“冬眠状态”相关神经底物和分子靶点的探索,通过操纵NHPs对非冬眠动物进行冬眠状态合成,为未来实现记忆操纵和中风治疗提供新策略。

 

大队列研究

为阿尔茨海默病探索新治疗方案

郁金泰教授做阿尔茨海默病主题报道 | 图片来源:TCCI 2023中国年度会议

 

TCCI研究员、华山医院神经内科副主任郁金泰教授指出,阿尔茨海默病(AD)已成为严重危害国人健康的重大疾病。AD是连续疾病过程,早期“防诊治”是关键。但由于其起病隐匿,早期诊断困难,各阶段表型复杂,演化规律及发病机制不清,缺乏有效防治手段。我国AD防控亟需建立国际水平、统一标准的AD早期队列。

郁金泰教授在会议上分享了有关AD风险基因、生物标志及治疗新靶点的相关研究成果,这将对AD当前治疗及潜在新治疗策略产生重大影响,有望带来更多突破性治疗方案。

 

便携智能监测睡眠设备

打造健康睡眠的新生态

尧德中教授团队做穿戴式睡眠检测额贴进展报告 | 图片来源:TCCI 2023中国年度会议

 

目前临床上使用的多导睡眠监测(PSG)作为院内诊断各类睡眠障碍和找准失眠病因的金标准,虽然精确度高,但使用时操作复杂,在一定程度上降低了医疗单位的睡眠监测效率,同时患者佩戴后难以适应容易造成数据监测失准,市面上便携式居家睡眠监测仪则面临难以对疾病进行判断的困境。来自电子科技大学尧德中教授团队分享了关于穿戴式睡眠监测额贴的最新研发成果。穿戴式睡眠监测额贴目前已完成一代样机、二代样机的生产,并开展了相应的信号质量评估、自动分期算法、睡眠事件检测等数据验证。尧德中教授表示,深耕睡眠监测领域,研发穿戴式睡眠监测额贴,将大大提高院内睡眠监测的普及率,并且随着技术的不断完善和多学科融合的努力,脑机互联也必将在更多场景中实现应用,便携、可穿戴、智能监测睡眠设备将迎来巨大的蓝海市场。

 

柔性电极脑机接口植入法

微创极限性能新探索

陶虎教授做脑机接口主题报道 | 图片来源:TCCI 2023中国年度会议

 

陶虎研究员展示了脑机接口创新性植入方法,他们致力于脑机接口稳定性优化,希望最大程度提高性能的情况下尽可能降低其对患者大脑的损伤。陶虎团队推出了应用自适应柔性神经光电极、仿生微创脑机接口植入方法,植入基于蚕丝蛋白的光波导柔光电极,在体植入过程中可区分硬脑膜、脑组织与血管,实现长期在体低免疫反应,完成对大脑释放的光电信号进行多通道、大规模采集,既有效避免传统侵入式电极植入对大脑造成的损伤,又能保证实现理想脑电信号采集效果。

 

迭代数据训练CNN模型

实现精准眼动追踪算法

 

王治国教授团队做眼动追踪算法主题报道 | 图片来源:TCCI 2023中国年度会议

 

来自浙江大学的王治国教授带来了关于眼动追踪算法的最新研发成果。眼动追踪技术主要见于心理学和神经科学研究,但是该技术目前已经渗透到医疗健康、教育、智能交互、艺术和消费等领域。

传统的、基于相机的眼动追踪设备体积庞大且造价昂贵。王治国教授介绍了一种基于深度学习的眼动追踪方法。通过采集和建立大数据集,训练眼动追踪的CNN模型,然后将成熟模型部署在手机端,并开发应用编程接口,供第三方软件读取实时眼动数据。这种基于手机/平板相机的精准眼动追踪算法有望大幅降低硬件成本,让基于眼动追踪的大人群研究成为可能。

 

在线学术社群助力青年科学家发展

张洳源副教授介绍青年科学家社群运营 | 图片来源:TCCI 2023中国年度会议

 

青年科学家在成长早期,获得的支持资源不够,是全球科研领域普遍存在的痛点。

上海交通大学张洳源副教授在疫情后,和一批海外进修的华人青年科学家自发组织建立青年科学家在线学术社群neurochat(神聊)。三年来,神聊共邀请4位脑科学领域意见领袖、50位青年科学家开展青年科学家和资深科学家职业发展的在线会议和圆桌论坛,吸引数千人次参加,不少学生通过会议找到了合适的工作进一步发展。他感谢TCCI对神聊会议以及青年科学家的支持与资助,也期望未来青年科学家拥有更多国际学术交流的渠道、项目和经费支持。

 

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2023-03

上海交通大学医学院附属精神卫生中心赵敏教授和天桥脑科学研究院(TCCI)研究员袁逖飞教授团队合作文章《The Structure and Individual Patterns of Trait Impulsivity Across Addiction Disorders: a Network Analysis》近日发表于International journal of mental health and addiction (IF = 11.55),博士生郭垒,陈天真和郑辉为本文共同第一作者,赵敏教授和袁逖飞教授为共同通讯作者。该工作揭示了跨成瘾类型的核心特质冲动特征、冲动异质性及其影响因素,同时提出了一种个体症状网络识别的方法。

 

成瘾行为与特质冲动密切相关。冲动性特质增加个体对成瘾行为的脆弱性,促使成瘾行为的产生,并增加复发的可能性。然而值得注意的是,前期研究发现不同成瘾类型的冲动特征可能存在异质性,成为不同成瘾类型精准治疗和管理的依据。目前,针对特质冲动的主要测量方式为心理评定量表,并提供组水平 (Group-level) 的推断。这种方式限制了个体化的干预,同时无法提供症状水平的靶点。近年来,基于症状网络分析 (Network analysis) 的技术逐渐兴起,该方法将精神心理疾病概念化为不同症状之间互相激活的动力系统,以此通过图 (Graph) 的方式寻找核心症状。

研究纳入了1687名患有神经活性物质和海洛因使用障碍以及网络游戏障碍 (IGD) 的被试。基于Barratt Impulsivity Scale-11 中文版(BIS-11C)量表,对三组被试构建了各自的特质冲动网络。同时基于各自组年龄和性别匹配的健康对照,构建了每一名成瘾患者的个体化差异冲动网络(Individual differential impulsivity networks, IDINs)。

 

个体化差异冲动网络 (IDINs) 的构建

 

所有成瘾被试的IDINs 构建后,将网络连边权重进行K-means聚类,以发现跨成瘾类别的潜在冲动表型。最后,将聚类得到的分类纳入多分类Logistic回归模型,探究影响其个体化冲动类型的影响因素。

组水平冲动网络分析表明,三种类型的成瘾分别伴随着不同的核心冲动特征。兴奋剂使用障碍的全局网络强度明显高于其他成瘾类型,海洛因受试者的非计划冲动连接与其他组存在明显差异。基于IDINs,成瘾被试被聚类为三类(冲动网络内连接相对于健康对照明显增强、明显减弱以及没有明显差别)。三种偏差模式与成瘾类型、年龄、教育程度和成瘾持续时间有关。

 

 

本研究的结果表明,不同成瘾类型存在不同的核心冲动特征,且和个体特征冲动模式的异质性,且与被试个体人口学和成瘾史相关。这一结果在未来可能应用于成瘾患者的个体化冲动管理体系,以优化成瘾患者的治疗。此外,本文使用的差异网络方法为基于横断面数据的个体化症状网络构建提供了新的思路,对该方法进行了进一步扩展。

参考文献

[1] Guo, L., Chen, T., Zheng, H., Zhong, N., Wu, Q., Su, H., Jiang, H., Du, J., Dong, G., Yuan, T.-F., & Zhao, M. (2023). The Structure and Individual Patterns of Trait Impulsivity Across Addiction Disorders: A Network Analysis. International Journal of Mental Health and Addiction. https://doi.org/10.1007/s11469-023-01022-0

06

2023-03

 

“今年是天桥脑科学研究院(Tianqiao & Chrissy Chen Institute,TCCI)成立的第七个年头,也是TCCI中国运作的第五年。这些年,作为率先支持基础前沿研究的民间科研慈善机构,我们虽然遇到疫情、国际关系等挑战,但是始终坚持日拱一卒,持续推进脑科学研究。”今天,TCCI创始人陈天桥、雒芊芊通过视频参加了研究院中国年会,陈天桥重点解读了经过积极探索,推出的进一步支持脑科学研究的“3521”生态战略。

从会议出席名单看,TCCI中国的科学家队伍日趋壮大和完善。除了两大战略合作伙伴华山医院(国家神经疾病医学中心)院长毛颖教授、上海市精神卫生中心(国家精神疾病医学中心)院长赵敏教授、徐一峰教授带领的知名临床医生团队,还吸引了一批跨学科专家加入,如四川脑科学与类脑智能研究院院长尧德中教授、中科院微系统所副所长陶虎教授、浙江大学王治国教授等技术大咖,上海交通大学计算机系吕宝粮教授、复旦大学类脑智能科学与技术研究院王守岩教授、北京邮电大学人工智能学院刘勇教授等AI专家,上海视觉艺术学院校长周斌教授、上海音乐学院音乐工程系主任于阳教授等艺术专家,以及热心组织青年科学家学术交流的南京师范大学胡传鹏教授、上海交通大学张洳源副教授等。

 

▷ TCCI创始人陈天桥、雒芊芊在线参加会议

 

陈天桥表示,TCCI自2016年成立时,我们知道自己要做什么,就是支持脑科学研究。但是,我们花了很长时间考虑和探索“怎么做”的问题,现在已经有了答案,那就是“3521”的战略生态布局。

陈天桥介绍,在与近400位国际科学家深度交流后,TCCI发现脑科学领域普遍存在的3个痛点:学科与学科之间存在鸿沟,年轻科学家培养与资助资源少,论文出版流程复杂周期冗长。

针对这些痛点,TCCI已从5个方向上进行尝试,包括通过会议交流促进跨学科合作、与顶级学术机构合办“夏校”(Summer School)培养青年科学家、创建媒体促进科学期刊内容发表(Journal Publish)、设立前沿实验室(Frontier Lab)探索新型研究,同时资助全世界范围内优秀的科研机构和科学家。

陈天桥指出,今天,TCCI还看到新时代的两大重大机遇,人工智能(AI)以及区块链技术(Blockchain)。AI不仅在语言交互,在大样本数据量分析上也有得天独厚的优势,区块链技术则可以保护和激发科研思路创新,孕育新型科研生态体系。这两项技术有望成为推动科学研究产生突破性进展的有效手段。

面向上述问题、挑战和机遇,陈天桥亲自挂帅打造了1个关键性平台苏格拉底实验室(Socratic Lab)。作为TCCI旗下全球脑科学研究者在线社区,1.0版本已经上线试运营,2022年吸引了近5000名全球科学家在线参与了100多场科学会议,产生了近千个学术问题。2.0版本正在加紧开发中,更注重建设一个国际性的学术问答在线社区和虚拟实验室,鼓励科学家从问题与假设出发,通过思维碰撞生出解决思路和更多假设,并借助苏格拉底实验室提供的十余种创新工具,转化为科研方案,以一种自发式地螺旋上升方式,用科学的思想和方法论推动人类社会进步。

据了解,TCCI应用神经技术前沿实验室与电子科大、华山医院合作的家用可穿戴智能脑电监测设备研发以及基于该技术的睡眠调控技术,与浙江大学合作的眼动追踪技术评估精神健康都取得了重大阶段性成果。与上海市精神卫生中心合作的数字化行为筛查抑郁症、与华山医院的侵入式脑电信号采集平台等项目也在积极筹备中。TCCI全职引进来华、担任该实验室主任的美国科学家Gerwin Schalk教授指出,TCCI前沿实验室不仅关注用神经技术治疗脑疾病患者,更关注造福广大健康人群。

除了科研,TCCI还建立起学术会议体系,2022年在全球范围内支持超过160场会议,自办音乐与大脑、面向大众的应用神经技术国际论坛,合作举办Science杂志脑机接口会议、世界人工智能大会脑机接口论坛、院士论坛、人工智能与精神健康等会议,资助中国神经科学学会年会、欧洲神经科学学会大会等顶级学术盛典,支持神聊华人青年科学家论坛、计算精神病学论文研读会、海外申博经验分享会等青年科学家自办会议,在美国、瑞士举办了两次青年科学家夏校。2023年,TCCI将围绕音乐与大脑、脑疾病罕见病例分享研究等办好品牌特色会议,重点合作举办神经技术领域学术交流,重点资助睡眠、抑郁、焦虑等疾病研究会

 

▷ 毛颖教授(前排左一)主持会议,陶虎教授(前排左二),黄志力教授(前排右一)做精彩分享

 

会上,TCCI创始人雒芊芊宣布颁发了TCCI中国研究员2022年度科研论文、成果转化、学术建设、公益服务4项贡献奖。华山医院院长、TCCI转化中心主任毛颖教授主持会议,并介绍了国家神经疾病医学中心的布局。上海市精神卫生中心院长赵敏教授介绍了国家精神疾病医学中心的进展。TCCI研究员、中国睡眠研究会理事长黄志力教授分享推动睡眠产业发展的思考,国家精神疾病医学中心脑健康研究院执行院长袁逖飞教授介绍非冬眠动物冬眠、精神疾病精准诊断等前沿研究,华山医院神经内科副主任郁金泰教授交流了阿兹海默症大队列研究的诸多成果。尧德中教授、陶虎教授、王治国教授围绕家用可穿戴智能脑电监测设备、柔性脑机接口电极、眼动技术介绍了最新研发成果,张洳源副教授则带来了组织青年科学家在线学术社群的收获。TCCI研究员李春波教授、黄延焱教授、陈亮教授、杨志教授、于欢副教授、程炜副教授、张青等参加了会议。

 

▷ 赵敏教授(前排右一)介绍国家精神疾病医学中心,徐一峰教授(前排右二)、李春波教授(前排右三)、吕宝梁教授(前排左一)参会

 

陈天桥在会议总结中指出:“我们正站在脑科学基础研究发展的风口,TCCI既有第三方的全新视角,又有灵活的创新机制,相信能在推进中国脑科学发展中做出独特贡献。”

 

27

2023-02

2023年2月10日,国家神经疾病医学中心/复旦大学附属华山医院毛颖课题组在国际神经病学顶级刊物《Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association》(IF:16.655/Q1)上在线发表题为“Brain perfusion, cognition, and plasma Alzheimer’s biomarkers in moyamoya disease”的研究论文[1],通过临床队列首次证实了脑慢性低灌注能够独立引起阿尔兹海默症(AD)标志物异常,并且异常水平与低灌注的累积程度存在相关性。

 

越来越多的研究表明,脑血流退化在AD的发生发展中伴有重要角色。在大多数横断面研究中,脑血流(CBF)减少与正常衰老中痴呆风险增加相关,也与AD患者中较高的β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积水平和脑萎缩程度有关;但纵向研究尚难以定位到AD的临床前阶段,故缺乏对最初事件的描绘。另外,大多慢性脑缺血疾病与AD具有相同的危险因素(如衰老、吸烟、糖尿病、动脉粥样硬化等),因此目前尚无从慢性低灌注到AD发生的直接证据。

在先前的研究中,毛颖团队曾假设将烟雾病(一种罕见的脑血管病,中青年发病为主,表现为进行性颈内动脉/分支的狭窄闭塞和脑灌注不足)作为研究慢性低灌注与痴呆关系的理想模型[2]。本研究中,团队进一步排除了有明确脑梗塞和出血史的患者,最终形成了单纯低灌注队列,并对这些患者进行了CBF、神经心理量表和AD标志物的评估。结果显示患者的血浆pTau-181水平较对照组明显升高,认知功能损害域与CBF降低区域显著相关,而与AD标志物水平并无关系。此外,团队还创造性构建了CBF和时间(由铃木分级换算)的累积模型,发现血浆pTau-181和Aβ-42水平与低灌注的累积程度存在正负相关性。单侧搭桥后可改善患者部分认知,但AD标志物无明确改善。有趣的是,在2022年12月《Stroke》杂志报道的一项针对动脉粥样硬化患者的研究中,亦发现了脑低灌注分布和18F-florzolotau标注的tau沉积分布相一致[3]。综上可以推断,脑慢性低灌注能够参与最初AD标志物的形成,也为后续发生的Aβ级联反应等病理事件创造了条件。

 

 

 

毛颖教授所领导的华山医院脑血管病团队,是国际上最早深入探索烟雾病认知障碍的团队之一[4-5],目前已在烟雾病脑功能重塑和机制方面积累了大量研究成果。毛颖教授率先提出以改善脑功能为目标的精准脑血运重建理念与策略,包括搭建围手术期神经认知量表、血管结构及灌注、脑电、功能影像、计算机模拟等多模态评估体系,并首次报道了脑血运重建后与认知功能改善相关的关键靶点[6]。结合本研究的发现,作者支持在AD治疗中融入包含脑血流恢复在内的综合干预手段。

华山医院神经外科邹翔、廖煜君、蒋琮林医生为本文第一作者,毛颖教授为通讯作者。研究受华山医院神经外科徐斌教授团队、神经内科丁玎教授和郁金泰教授的大力支持。

参考文献
[1] Zou Xiang et al. Brain perfusion, cognition, and plasma Alzheimer’s biomarkers in moyamoya disease. Alzheimers Dement. 2023 Feb 10. doi: 10.1002/alz.12958.

[2] Zou Xiang et al. Moyamoya disease: A human model for chronic hypoperfusion and intervention in Alzheimer’s disease. Alzheimers Dement (N Y). 2022 Apr 6;8(1):e12285. doi: 10.1002/trc2.12285. eCollection 2022.

[3] Hiroshi Yamauchi et al. Misery Perfusion and Tau Deposition in Atherosclerotic Major Cerebral

21

2023-02

千百年来,人类对大脑的探索从未停止。

人的大脑约有860亿个神经元和150万亿个突触连接,它产生记忆、情绪、思维,是人体最重要的器官之一。尽管大脑仅占人体体重的2%,却通过了人体25%的血流量,消耗了人体25%的卡路⾥和20%的氧气。

 

首次展现:中国科学家在脑科学

研究领域的硬实力

近期,由中央广播电视台影视剧纪录片中心出品,国内第一部系统聚焦脑科学研究的系列纪录片《大脑深处》在全国热播。纪录片分六集,围绕“大脑星球”、“重塑大脑”、“脑中世界”、“最强大脑”、“对立的大脑”以及“大脑地图”六个主题进行集中展示,历时两年摄制完成,采访了中国近40家重点科研院所、医院的50多位脑科学领域顶级专家包括6位院士,摄制场地包括实验室、手术室等,内容丰富翔实,深入浅出。

 

 

影片中所呈现的故事与科普、历史与现实,都展现出了脑科学研究对于人类命运的巨大影响。从中,我们可以看到在开颅手术中被唤醒接受脑功能测试的患者、切除部分大脑后仍可以正常生活的孩子、利用脑机接口用意念控制外部设备的老人,还有中国前沿的脑网络图谱绘制研究对于阿尔兹海默病、孤独症、抑郁症的重要意义。在这些利用脑科学解决人们所关心的现实问题的背后,展现出的是人类不断探索大脑奥秘的勇气和智慧,以及中国神经科学家的不懈努力与伟大贡献。

 

 

特别的是,《大脑深处》纪录片中的许多片段节选自天桥脑科学研究院(Tianqiao and Chrissy Chen Institute for Translational Research,TCCI)投资出品的纪录片《打开思想的大门》。在拍摄过程中,制作组深入走访了天桥脑科学研究院转化中心等多个国家脑科学研究计划重要参与单位,采访了华山医院院长、天桥脑科学研究院转化中心主任毛颖教授,中国科学院上海微系统与信息技术研究所副所长、天桥脑科学研究院研究员陶虎教授等多位TCCI神经科学专家。

 

▷ 图注:毛颖教授接受《大脑深处》采访

 

▷ 图注:节目组特别鸣谢了天桥脑科学研究院《打开思想的大门》及天桥脑科学研究院研究员陶虎教授的协助拍摄

 

脑科学市场全球多方关注

脑与认知科学领域将迎来最好时代

对于大脑的认知,既是我们探索自身的一步,也是医学、教育、体育和军事等领域发展的关键。纵使我们对大脑的研究从未停止,但相较于10万年智人大脑的漫长进化而言,我们的了解仍然短暂而片面,虽然脑科学已经在许多细分领域取得突破,但是重大的理解和突破仍未出现。

二十一世纪伊始,全球对脑科学领域的关注逐步上升,发达国家更早认识到脑科学研究的重要性,自2013年以来,美国、日本、欧盟等世界主要国家和地区纷纷发布大型“脑计划”,相继启动了各有侧重的脑科学研究,将全球脑科学领域研究推向了新的高潮。

我国自20世纪90年代以来就十分重视脑科学发展,2015年发布“中国脑计划”,2021年国务院发布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中也将脑科学作为国家战略科技力量之一。

在新一轮科技革命和产业变革深入发展之下,重构全球创新版图、重塑全球经济结构之时,脑科学已然成为事关国家安全和发展全局的核心领域之一,成为世界主要经济体科技角逐的主赛道。

与此同时,资本市场对脑科学也青睐有加,全球脑科学创业企业融资数量整体稳定上升,2020 年融资总额超过50亿美元,早期成立的脑科学企业正在走向壮大,随着技术的发展和资本的投入,脑科学领域还有巨大的发展空间,未来脑科学产业化将实现井喷式增长。

 

TCCI全球战略布局引领脑科学研究

推动人类健康领域发展

2016年,盛大集团创始人陈天桥和雒芊芊积极响应全球脑科学发展的号召,出资10亿美元创建天桥脑科学研究院,成为国内最早一批脑科学研究机构,旨在全面支持、推进全球范围内脑科学研究,通过不断认识大脑,探索大脑奥秘推动人类健康领域发展。

面对跨尺度、极复杂、海量神经元组成的大脑,TCCI脑科学研究从三大层面探索布局,宏观层面探索大脑的结构功能以及心智意识和认知的整合,介观层面认识神经元如何形成神经环路网络、构成不同脑区,微观层面了解生物大分子如何实现神经元能够传递。

 

 

围绕脑认知、脑疾病和脑智能,TCCI正在采取各种方式尽可能实现神经科学领域创新布局,这对于科学家揭示人类大脑、突破大脑疾病的认识和神经工作的机制将有重要积极意义。

在国内,TCCI与上海周良辅医学发展基金会合作成立上海陈天桥脑健康研究所(又名TCCI转化中心),致力于提升脑健康和脑疾病治疗研究和成果转化。后又与华山医院、上海市精神卫生中心等建立战略合作,设立了应用神经技术前沿实验室、人工智能与精神健康前沿实验室。在国际上,TCCI与加州理工学院合作成立TCCI加州理工研究院,设脑机接口、社交与决策神经科学、系统神经科学、分子与细胞神经科学、大脑成像、神经科学教育等多个中心,重点关注大脑基础研究。TCCI还在北美、亚洲、欧洲、大洋洲主办、合办及资助了200多场高质量的脑科学学术会议。

脑科学研究已进入发展的关键时期,各国正在抢占脑科学的制高点,目前TCCI已经成为世界最知名、最大规模的支持人类脑科学研究的科研机构之一,要想破解人类大脑的诸多秘密或许还需要时间,但面对脑科学这一人类的“终极疆域”,TCCI早已经驶出了自己的方舟。

 

结语

纪录片《大脑深处》结尾有一段话:波澜壮阔的发展背后,第一驱动力是我们不断进化、永不停歇的大脑,对大脑深处奥秘的探索,我们才刚刚开始……

我们亦相信,尽管脑科学研究尤为复杂,但人类终将寻得突破,找到答案。

 

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2023-02

 

生活在这个多姿多彩的世界里,我们无时无刻不在体验美、追求美。过去,我们以为美是心理上的主观体验。而近年来,神经科学家们已经深入到心灵的本质,去探究审美的神经机制。

北京时间2023年2月2日,天桥脑科学研究院(Tianqiao and Chrissy Chen Institute,TCCI)与美国加州科学院(California Academy of Sciences)共同举办了“陈氏大脑与心智系列讲座(Chen Institute Brain & Mind Lectures)”,以探索纷繁世界下的神经美学。

 

本次讲座中,美国旧金山音乐学院与旧金山大学的Indre Viskontas 博士以“NeuroAesthetics: Meaning is in the Brain of the Beholder 神经美学:意义皆在观者脑中”为题,为观众带来了一场精彩纷呈的、艺术与科学交织的盛宴。

“追问”编辑团队对演讲内容进行了编译整理,您可以打开下方音频,收听现场版。

 

为什么大脑的物质结构相似,

人的内心世界却天差地别?

近年来,神经科学家们开始认识到,个体的大脑并不相似——至少,每个人构建内心世界的方式天差地别。假设让你在脑海中想象一个球体,可以预见的是:每个人想象的都会不一样,大小、颜色、花纹、背景环境、材质都会有区别。

有一类人,他们无法想象出这个球体——他们甚至无法在脑海中构建任何视觉形象,这种想象被称为想像障碍(Aphantasia)。计算机科学家、皮克斯动画总裁Ed Catmull就有着这么一颗大脑:当他想象时,他是以一种概念化的、数学的形式来构建对象的;这份天赋让他成为了一位顶尖的计算机科学家、并在计算机图形学领域做出了许多革命性的贡献。

在皮克斯,诸如Catmull这样的科学家又和另一种极端的天才大脑密切地合作着——他们是世界顶尖的故事板艺术家,他们看完电影之后从不需要“二刷”,因为他们可以从记忆中逐帧想象出整部电影。

 

▷ 图注:皮克斯动画总裁 Ed Catmull  图片来源:PIXAR

 

人类大脑的最大优势便是其多样性和适应性。我们的大脑在出生时发育得如此不完善是有原因的:从技术上讲,在妊娠第 40 周,母亲已经无法为正在发育的大脑提供能量;在出生后,大脑需要通过学习来进一步发育。我们的大脑在生命的第一年体积增加了三倍,建立了各种各样的脑区和神经元之间的连结。这一切是如何发生的?答案是,通过经验。

 

大脑如何将信息碎片转化为内心体验?

我们的大脑不是客观的“观察者” ,而是主观体验的“策展人”。感官从浩如烟海的外部世界中提取一丁点信息的尘埃,而大脑能将其加工为主观感受的浩瀚山峦。

我们常有一种错觉,认为我们看到的事物就是它们的本来面目。身处美丽的风景中,我们以为这壮美的景色是眼睛一下子全看到的,但实际上,我们一次只能只感受到一小部分:只有视网膜中央凹拥有可以区分细节的光感受器,而其余部分只能看到黑色和白色;并且即使在这个最清楚的视野内,也有一个盲点,它是视神经离开视网膜、并将信息传入大脑的部位。所以,我们眼前看到的事物,其实是小片的信息在大脑中组装而成的。

 

▷ 图注:美丽的风景在视网膜上实际收集的信息 图片来源:Chen Institute Brain and Mind Lecture

 

而事物的意义,更是大脑从组装的信息中提取出来的。例如,我们知道,我们所看到的不同颜色是因为它们对应着不同的可见光波长;但实际情况要复杂得多。大脑会自动考虑光照条件,因此当它接收到完全相同的波长、却假设它们们来自不同的光照条件时,我们会认为自己看到了不同的颜色。比如下图:

 

图片来源:Chen Institute Brain and Mind Lecture

 

方块A和方块B颜色一样吗?乍看上去,完全不同;A是深灰色的,而B则是白色的棋盘格。

 

图片来源:Chen Institute Brain and Mind Lecture

 

实际上它们的颜色是一样的!因为大脑认识到右边的圆柱体有一个投影,所以“认为”两者的颜色不一样。类似的视错觉还有很多。另外,大脑也会利用听觉来填补空白;我们会推断声音的前因后果、可能的来源,而不仅仅是听到声音本身。所以,一段客观、沉浸式体验,是由大脑中许多通路所追踪、不同脑区所组织起来的;但我们的感觉却是身临其境、连贯的。

 

大脑为什么要从感官体验中提取意义?

下面这张模棱两可的图片:如果说它与胡萝卜、长且毛茸茸的耳朵、复活节有关,你觉得看到了什么?

 

图片来源:Chen Institute Brain and Mind Lecture

 

实际上,这是一只鸭子。但看了之前的提示后,或许你脑海中会浮现一只兔子。你要么看到鸭子、要么看到兔子,你的大脑会在这两个意像中分配一个;现在,你可以有意识地在鸭子和兔子之间来回切换了;但是请注意,大脑为你做了决定,现在您需要推翻该决定才能看到另一个图像了。我们的很多主观体验都是在我们意识到之前发生的。

为什么大脑会自动为看到的事物标记意义、而不是将其抛给意识来决定?因为把无意义的事物看做有意义的、总比错过了重要的意义好,这可能来自于我们进化过程中的选择压力。大约 150 万年前,人类颅骨的容量呈指数级增长,同一时间也开始生活在更大的社会群体中。我们必须驾驭复杂的群体动态、将朋友与敌人区分开来、学会合作并共同建设社会,因此,了解他人的意图和感受成为一种强大驱动力——也许,那些更能胜任于此的人就被选中了。

这也是“人脸幻想性错觉”产生的原因:当看到一张脸时,识别脸上表达的情感对社会生物来说至关重要,因此具有进化上的优势;把别的事物认成“人脸”总比错过了这个关键信息要好。

 

 

▷ 图注:人脸幻想性错觉。看这张图中是不是有很多表情各异的脸?图片来源:Chen Institute Brain and Mind Lecture

 

脑中的意义能用神经解剖学解释吗?

大脑中,在视觉通路的起始部分直至视皮质,阿片类受体的密度逐渐升高;这也就是为什么当我们体验到更深层次的意义,并将它们与我们过去的经验联系起来、投向未来时,我们总能感受到愉悦。

美丽的画面在我们眼前展示得越多,信号就越深入脑海中密集的阿片类受体通道。这就是参观博物馆、欣赏艺术展等带来的益处。一个好的展览会让我们得出自己的结论、而不仅仅是把结论一股脑儿倾倒给我们;因为大脑享受发现意义的过程,这给我们带来愉悦。

 

图片来源:Chen Institute Brain and Mind Lecture

 

大脑中有两种负责思考的网络。一种是默认模式网络,这个网络包括小部分的前额叶背外侧和大部分的大脑半球后侧神经元。神经科学家们发现,当他们让受试对象“什么也不做”时,受试者的一些神经元却开始活动,这些便是位于默认模式网络中的神经元。大脑不会无所事事,我们会思考过去、未来、做白日梦。诚然,太多的反思、担心与忧虑,会让我们痛苦不堪;但我们也会发现新的模式、得到新的想法,一直苦苦追寻的问题答案会突然跳进脑中。另一种是执行控制网络,主要由前额皮质驱动,负责目标、设定、计划和激励;这些很好,会帮助我们有条不紊地逐步完成任务,但它也可能导致固化思维,导致我们难以产生新的想法。

默认模式网络和执行控制网络经常相互矛盾,二者必须有一个占上风,才能更好执行当前的目标。而脑中还有一套网络,叫做凸显网络:在默认模式网络和执行控制网络之间的拔河比赛中,凸显网络可以介入并将两者结合在一起,能够对两者进行“开关”,让我们更能根据目标进行处理。

 

▷ 图注:默认模式网络、执行控制网络和调和的凸显网络 图片来源:Chen Institute Brain and Mind Lecture

 

同情心:人类情感外在的映射

虽然每个人的内心世界有许多不同,但当认识到他人时,我们会倾向于认为每个人的思想都像我们的一样。那么,同情心是如何建立的?

当我们将人类情感投射到外界,就会同情他人、动物,甚至于没有生命的事物。动物的听觉系统能听到人类听不到的频率的声音,如今,技术进步使我们能够将这些声音转化为我们可以体验到的东西,这样我们就能更有意义地观察这些动物的行为。如今我们知道了,雌性大象每 4 年才进入一次发情期,她会发出我们以前听不到的声音吸引雄性;雄象、雌象产下后代之后待在一起,但雄象最终要独自离开。所以,当我们看到偷猎大象的图片时,我们内心会受到更多震撼、感受到更多哀伤,因为我们了解到大象是群居动物,它们会哀悼死者、生活在家庭中,就像我们一样。

 

图片来源:Chen Institute Brain and Mind Lecture

 

当我们关心时,便会采取行动。当凸显网络将经验或有意义的刺激标记上意义时,它便可以切换我们大脑的状态,以产生新想法或激励我们行动。

当艺术与科学相交织时,体验让我们选择感动,让我们有动力采取行动;让我们有机会切换和调整大脑网络,产生新想法,建立新联系;摆脱日常习惯和陈规陋习、敞开心扉去想象无限可能。

 

追问按

人类的大脑如同宇宙一般浩瀚,数以百亿计的神经元彼此交流,构成了庞大的感知和精神世界。外界的信息通过眼耳口鼻以及触摸进入到我们的脑海中,电信号和化学信号在脑海中重构出一个新的世界。尽管各个国家的文化不同,但是人们对于美的认知却有着类似的体验:人们感慨于大海的波澜壮阔,惊叹于雪山的巍峨挺拔,也陶醉于森林的安然静谧;然而,每个人的审美体验也不尽相同,即使是面对同一个落日,有的人感受到的是壮美,有的人感受到的却是凄凉。

艺术与美是否可以通过神经科学来解释?大脑又如何将感官知觉转化成有意义的体验,并激励我们按照自己的价值观行事?在40分钟的演讲中,Indre Viskontas 博士用一场视听觉盛宴给我们带来了启发性的思考,带领大家走入神奇的大脑感官世界。针对神经美学的话题,我们即将推出Indre Viskontas 博士的追问访谈,敬请期待。

 

讲者介绍

10

2023-02

近期,复旦大学附属华山医院教授、天桥脑科学研究院(TCCI)研究员郁金泰团队在Translational Psychiatry上发表了题为“Association between multimorbidity status and incident dementia: a prospective cohort study of 245,483 participants”的研究。该研究旨在揭示共病(多种长期疾病共存)与痴呆之间的关系。

 

 

痴呆是一种病程缓慢的进行性疾病,体现为记忆、思考等神经认知功能的改变,其主要亚型有阿尔茨海默病(AD)和血管性痴呆(VD)两种。在全球范围内,已有4750万人被诊断出患有痴呆。痴呆不仅显著降低个人生活质量,也给家庭和社会带来了巨大的身体、精神和经济压力。

 

多项研究表明,痴呆的发病率受多种因素影响,如高血压、糖尿病、抑郁等长期疾病(LTC)与更高的痴呆风险有关。并且,共病(至少存在两种LTC)会加剧神经元的损伤。但共病对痴呆的影响还没有得到充分阐明。在本次研究中,郁金泰教授团队通过大规模前瞻性队列研究分析,发现了LTC数量和特定的共病模式对全因痴呆(ACD)、AD和VD风险的影响,即LTC数量越多,痴呆风险越高。

 

在研究中,研究人员分析了英国生物样本库(UK Biobank)中245483名非痴呆参与者(≥55岁),在平均9.26年的随访时间里的前瞻性数据,发现共有5123例(2.09%)新发ACD,2228例(0.91%)新发AD和1234例(0.50%)新发VD。

 

根据参与者的LTC资料,研究人员在排除患病率<1%的LTC后,对29种LTC进行分析。他们根据LTC的个数将共病划分为0个LTC(健康)、1个LTC、2个LTC、3个LTC,以及≥4个LTC。值得注意的是,研究人员利用模糊C均值聚类分析算法确定了3种共病模式:模式A(n=46172),肥胖伴有其他疾病;模式B(n=24504),心脑血管疾病、呼吸系统疾病、代谢性疾病、肌肉骨骼疾病和抑郁;模式C(n=67147),肿瘤、泌尿生殖疾病和消化系统疾病。

 

图 不同共病模式的LTC与痴呆风险的关系

 

研究发现,有18种、7种和24种LTC分别与ACD、AD和VD发病风险升高有关。并且,与健康对照相比,在≥2个LTC的参与者中,ACD、AD和VD的累积发生风险曲线的梯度较大,而且在≥4个LTC的患者中,ACD、AD和VD的发病风险是最高的。重要的是,研究人员观察到LTC数量与ACD风险之间存在剂量—反应关系。

 

此外,研究人员还发现,与健康人群相比,共病模式A、B和C的参与者的ACD和VD发病风险较高,共病模式为B和C的参与者的AD发病风险较高。值得关注的是,模式B的参与者的ACD、AD和VD发病风险最高。

 

最后,研究人员根据性别、年龄和APOE4状态分别进行亚组分析,他们发现在女性群体中ACD和AD的发病风险与共病的关系更显著,而年龄和APOE4状态对共病与痴呆的关联没有影响。

 

本研究采用定量的方法(反映在LTC计数上),捕捉到LTC数量和特定的共病模式与ACD、AD和VD发病风险的关系。这有力地证明了共病和痴呆的关系,有利于在特定人群中开展痴呆的早期预防。

10

2023-01

近期,天桥脑科学研究院(TCCI)应用神经技术前沿实验室主任Gerwin Schalk以第一作者和通讯作者的身份在Frontiers in Neuroscience杂志上发表题为“Toward a fully implantable ecosystem for adaptive neuromodulation in humans: Preliminary experience with the CorTec BrainInterchange device in a canine model”的文章,展示了建立人类自适应性神经调控系统的初步工作。

 

 

神经接口是一种在生物神经系统与外部设备(计算机或其他电子设备)之间直接进行双向数据连接的神经技术。人们可以利用它记录神经系统活动、刺激神经系统,在身体内部与外界环境之间建立人工连接,形成闭环系统。脑机接口是其中一个重要的研究领域。

 

如果该接口可以根据神经生理状态而动态变化,则被称为自适应性神经调控。自适应性神经调控为研究大脑功能和治疗神经系统疾病开辟了新途径。但目前自适应性神经调控研究仍处于早期阶段,人们对大脑不同区域如何相互作用产生特定行为、这些相互作用如何受到疾病的影响以及如何调控病理行为,知之甚少。在相应的疾病治疗研究中,人们多是通过不断试验、不断试错来寻找理想的刺激目标、最佳刺激参数。不仅成本高而且周期长,一个随时可用、易于操作的通用型自适应性神经调控平台,或许能缓解这一艰难现状。

 

在本次研究中,在硬件方面,研究人员选择了CorTec公司专为复杂人类研究而开发的BrainInterchange(BIC)设备。BIC设备有32个通道,采样率为1 kHz,量化位数为16比特(分辨率为74 nV)。在软件方面,研究采用的是BCI2000系统。BCI2000是用于闭环神经调控和类似实验的通用软件平台,具有强大的适应性,不仅可以记录和处理大脑信号、同步不同设备上的测量数据,还可以根据特定的时间协议提供感觉刺激或电刺激。

 

研究人员将BIC电极植入小猎犬脑内,术后对记录的大脑信号和植入物进行验证,发现BCI2000完全支持BIC设备的硬件功能,BIC/BCI2000设备可以记录和处理自由行为期间的大脑信号。并且,该设备不仅可以执行BCI2000所能提供的所有功能,包括记录和处理信号、可视化、提供刺激,还可以连接到本地WiFi网络,并使用遥控软件进行远程控制。整个设备轻巧便携,可以通过背带直接由中等大小的动物携带。

 

随着进一步的开发和验证,该工作将为人类的自适应性神经技术研究创造首个全面的生态系统,帮助其他研究团队更容易地开发新的神经调控方案,克服不同神经系统疾病带来的影响。

 

人类进一步开发临床神经调控方案的最大挑战是,如何将专业的技术、实验、临床知识转化为可供人类使用的设备。本研究始于Gerwin Schalk教授加入TCCI之前,他目前所在的应用神经技术前沿实验室是TCCI自主开展科学研究的平台之一,也是将科学认知转化为落地技术的试验田,将继续专注于开发理解人类大脑、改善人们生活体验的技术与设备。

 

27

2022-12

 

方兴未艾的人工智能技术,与日益得到重视的精神健康有哪些颇具潜力的交叉碰撞?我们能不能通过大数据和人工智能新技术,找到诊疗精神疾病的客观标准,加速攻克这一人类最后的疾病堡垒?

12月7日,由天桥脑科学研究院(Tianqiao and Chrissy Chen Institute,TCCI)人工智能和精神健康前沿实验室(上海精中)和国家精神疾病医学中心脑健康研究院主办,中国医疗保健国际交流促进会精神健康医学分会、白求恩精神研究会心理健康分会(筹)承办的人工智能与精神健康论坛在线召开。会议从“人工智能与精神健康研究前沿”、“人工智能助力心理健康评估与干预新进展”、“人工智能推进精神疾病诊疗新突破”等视角,邀请20多位中国、美国、德国的知名专家学者开展跨界探讨,超过34万人次观看了会议直播。

上海市精神卫生中心院长赵敏教授透露,上海市精神卫生中心正在与天桥脑科学研究院联合推进人工智能在精神健康前沿领域的研究和应用转化,重点关注精神疾病的评估方法及干预多模态的数据库建立,作为国家精神疾病医学中心将为人工智能在精神疾病的诊疗新技术方面提供支撑。

 

▷ 图注:赵敏院长作开场致辞图片来源:会议材料

 

国家精神疾病医学中心脑健康研究院院长徐一峰教授介绍,此次论坛聚焦人工智能和精神卫生心理健康的前沿技术发展,并探索其如何同社会、法律以及人文等领域共同结合同步发展,让人工智能技术更好地促进人类健康。

 

 图注:徐一峰院长作开场致辞图片来源:会议材料

 

天桥脑科学研究院应用神经技术前沿实验室主任Gerwin Schalk教授说,前沿实验室是TCCI自主开展科研的重要载体,与世界知名科研机构合作,从项目研发、项目资助、项目孵化、项目投资及陈式前沿科学奖5种途径全面推进交叉、前沿科学的发展,目前已经建成两个实验室。

 

▷ 图注:Gerwin Schalk教授介绍天桥脑科学研究院前沿实验室图片来源:会议材料

 

国家精神疾病医学中心上海市精神卫生中心李春波教授、申远教授、仇剑崟主任、袁逖飞教授主持了会议。

 

多模态融合下,“降噪”找到个性化诊疗方法

 

美国斯坦福大学医学院Leanne Williams教授介绍了其研究团队在抑郁症生物学分型及分类治疗中的研究进展。研究团队通过功能性磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)技术划分人群大脑成像数据,将其分为6个不同的神经环路,以此为基础对患者进行区分,并为个体患者定制了个性化治疗方案。结果显示,施加针对性治疗可以改善患者的脑部情况,包括加强前额叶的连接、改善认知功能等。

 

 

 

中国科学院院士、北京大学第六医院院长陆林教授分享了人工智能,包括前沿的脑机接口技术等在脑部疾病治疗的进展。陆林院士表示,脑机接口技术有望为精神疾病治疗带来新的突破口。

 

 

上海市精神卫生中心彭代辉教授带来了人工智能技术在临床抑郁症诊断和治疗的进展。彭代辉教授表示通过采集患者的音频、视频、脑电、眼动以及生理学数据可以建立抑郁障碍多模态信息库,进而通过深度学习进行特征提取,建立多模态融合预测和诊断模型。这些数字科技可以辅助临床对抑郁障碍进行诊断。

 

人工智能助力心理健康评估和干预新进展

 

上海市精神卫生中心王继军教授分享了在临床高危精神病综合征群体中的研究,基于脑电信号的人工智能风险预警模型对精神疾病的生物预测准确度可以达到90%。人工智能模型可以帮助寻找精神疾病发展中的多种生物标志物,便携式脑电测量设备也有助于医生对精神疾病的发展进行动态评估。

 

 

美国亚利桑那州立大学Yi-Yuan Tang教授开门见山地提出,简短的正念训练能否改善大脑?正念能否改变大脑结构,从而改变人类行为变化?大脑和生理的可塑性是否是由身体和心灵共同塑造?经过多次验证,Tang教授发现正念等身心训练是通过调节和优化中枢和自主神经系统进而诱导人们产生积极的行为改变,从而促进人类健康的结果。他指出,不论是年轻人还是老年人,正念等身心训练均可以恢复大脑的可塑性和回复能力,这些研究最终证实大脑和身心的动态互动是支撑整个人身心健康的关键。在看待和处理脑部疾病时,需要以整体观念对待制定治疗策略,而并非单独处理部分症状;应该将人类当做一个自发组织的稳态系统,让整个系统始终维持在平衡状态,才能有效维持健康。

 

 

中南大学湘雅第二医院王湘教授介绍了通过认知计算建模帮助解析抑郁症自杀行为的研究进展。她对目前提出的两种抑郁症自杀预测模型进行了验证,发现对心理痛苦逃避的强烈动机的持续存在是抑郁症自杀行为发生的重要基础。因此,在进行自杀干预时需要针对患者的损失厌恶倾向,调整患者心理出现的过度负性事件估值,降低自杀倾向。

 

充满前景的人工智能应用场景

 

复旦大学类脑智能科学与技术研究院院长冯建峰教授介绍,团队开发的全新痴呆风险预测模型,可提前十年预测痴呆发病,准确率达85%。从数据出发,通过AI算法可以对疾病的产生理论进行研究,甚至形成治疗方法,关键点和难点是,数据和算法能不能对精神疾病亚型进行分类预测。

 

 

中国科学院心理研究所朱廷劭教授分享了利用各种设备,在自然状态下获取用户的多种行为数据,比如步态、微表情、语音等信息,通过机器学习自动识别抑郁症患者的心理状态。该研究可为抑郁症的辅助诊断以及治疗过程中的状态监测提供帮助。

 

 

上海交通大学吕宝粮教授系统介绍了基于多模态情感脑机接口的抑郁症客观评估。目前,多种可获取人体生理信号的穿戴设备的研发、强大的数据计算能力、深度学习的迅猛发展,为开发抑郁症客观评估技术奠定了基础。团队最近开发了一种新的情绪诱发素材——油画,在被试观看油画的过程中收集眼动信号,识别情绪。相对脑电信号,眼动信号比较容易处理,是适于作为临床指标的生理信号。吕宝粮教授表示,他们的目标是实现精神疾病的客观指标金标准。

 

 

清华大学黄民烈教授分享了人工智能在心理咨询中的应用。一个基于深度学习的共情聊天机器人Emohaa,通过建立AI数字疗法体系,为抑郁或焦虑者提供个性化、全天候、高质量心理健康服务;一个心理健康问答数据集——PsyQA,可提供丰富的心理援助策略标注,以及一个人格化AI创建引擎——AI乌托邦,用户定制个性化AI 角色,与之交流进行心理咨询。

 

 

德国于利希研究中心神经科学与医学、大脑与行为研究所Simon Eickhoff教授阐述了机器学习在神经影像学中的应用。传统的分析方法是对样本数据进行比对和相关性研究,而现实中常遇到的是样本外数据,如临床中的新病例。机器学习的主要优点是,可以用现有的数据来训练模型,使其学习特征到目标的映射,进而正确预测目标。Eickhoff教授展示了多个AI在神经影像中应用的案例,他同时强调,现在用于训练模型的数据存在偏好,缺少少数民族群体数据,挑战与机遇并存。

 

5天内治好抑郁症患者,不再是梦

 

“我们有可能在5天内治好一名抑郁症患者。”在圆桌讨论环节,TCCI转化中心研究员、上海市精神卫生中心袁逖飞教授分享了2例通过“密集与精准刺激“及“智能与闭环入脑”成功治愈抑郁症的案例。他与同济大学医学院赵旭东教授、复旦大学应用伦理学研究中心王国豫教授、上海科技大学胡霁教授、上海市精神卫生中心刘登堂教授和易正辉教授,展望了脑与精神疾病研究的未来,认为精神健康疾病诊疗有两个新的发展趋势:精神疗法与物理调控的融合,即联用药物、心理及数字干预,来获得更好的治疗效果;靶向“脑—身—脑”的调控模式,即大脑、神经系统与身体器官的联结在精神医学治疗中的作用。

本次会议的主办方TCCI一直致力于通过支持全世界的高水平学术会议,推动脑科学领域的跨国界、跨学科交流。仅2022年,就在亚洲、北美、欧洲主办、资助了200多场学术会议,包括主办“面向大众的神经技术”国际论坛、“对话大脑”院士论坛系列、世界人工智能大会脑机接口主题论坛,与Science杂志合作主办“神经调节与脑机接口”主题论坛,资助欧洲神经科学学会联盟年度论坛、中国神经科学学会全国学术大会、国际认知计算神经科学大会、全球华人青年科学家认知论坛等。

 

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09

2022-12

11月27日,中国神经科学学会第十五届全国学术会议举办。继第十三届、第十四届大会的成功合作,天桥脑科学研究院(TCCI)与中国神经科学学会(CNS)独家战略合作,对第十五届大会进行全面支持。

此次大会采用线上形式举办。TCCI冠名资助了大会主题演讲,以及中国年度神经科学重大成果评选和发布。同时,旗下科学媒体“追问”(nextquesiton)承担会议学术内容独家采编报道,旗下苏格拉底实验室(Socratic Lab)提供会议直播、互动交流等支持,不仅推出会议电子手册等功能方便与会者,更重要的是,专业团队收集、归纳和整理高质量的学术问题,支持、引导科学家以追问的形式持续交流、探讨。

天桥脑科学研究院(TCCI)一直致力于通过支持全世界的高水平学术会议,推动脑科学领域的跨国界、跨学科交流。仅2022年,就在亚洲、北美、欧洲主办、资助了150多场学术会议,包括主办“面向大众的神经技术”国际论坛、“音乐与大脑”国际论坛、“对话大脑”院士论坛系列、世界人工智能大会脑机接口主题论坛,与Science杂志合作主办“神经调节与脑机接口”主题论坛,资助欧洲神经科学学会联盟年度论坛、国际认知计算神经科学大会、全球华人青年科学家认知论坛等。

2019年,TCCI资助了第十三届CNS大会主题发言和开幕晚宴。2021年,TCCI不仅继续资助第十四届CNS大会主题发言,还首次在会议现场举办了“TCCI脑机接口,人工智能与精神健康”主题论坛。从去年开始,TCCI与CNS神经外科基础与临床分会共同推出国际学术会议“对话大脑”院士论坛,聚焦脑机接口、神经修复、脑缺血与类脑器官、世界一流大学布局脑科学研究等话题,邀请中外院士对话、交流,累计近200万人次观看在线直播,受到关注和好评。

 

26

2022-11