我國科學(xué)家利用光學(xué)腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)斑馬魚“全腦操控”

從中國科學(xué)院獲悉，中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所蒿杰研究組與中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心杜久林研究組、穆宇研究組合作研究開發(fā)了一套實(shí)感智能計(jì)算-控制平臺(tái)，在國際上首次實(shí)現(xiàn)對(duì)斑馬魚全腦十萬級(jí)神經(jīng)元的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與閉環(huán)腦機(jī)控制。相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表于《自然·神經(jīng)科學(xué)》雜志。

該平臺(tái)能夠在高時(shí)空分辨率數(shù)據(jù)帶寬下快速提取和分析解碼斑馬魚的全腦神經(jīng)元活動(dòng)，并控制外部器件進(jìn)行神經(jīng)閉環(huán)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)腦機(jī)控制。在這個(gè)從感知到行為控制的完整回路中，研究人員不僅能觀察斑馬魚全腦活動(dòng)，還能根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整刺激，進(jìn)而控制行為。

依托大數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)分析和高通量全腦成像技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)未來將進(jìn)一步研究篩選適合光學(xué)腦機(jī)接口的神經(jīng)群體活動(dòng)特征，以揭示其機(jī)制，開發(fā)出更高效的光學(xué)腦機(jī)接口 技術(shù)，推進(jìn)腦科學(xué)研究范式的發(fā)展。

斑馬魚與人體的基因親緣高達(dá)87%，很多人類具有的特征及反應(yīng)均具有。這一技術(shù)突破，也為更多研究人員提供了一種全新的研究范式，對(duì)于解讀大腦的工作原理、治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病如癲癇、偏癱等都有著巨大的潛在價(jià)值。