全球联手,攻克大脑 | 新刊

来源: 环球科学

发布日期: 2014-06-09

本文介绍了全球多个国家和地区发起的“大脑计划”,旨在通过投入大量资源和时间,开发新技术以彻底攻克大脑运作机制的难题。同时,文章还涵盖了物理学、工程学、古生物学、医学、神经科学、数学、海洋学等多个领域的最新研究进展和未来展望。此外,还涉及了环境、气候变化、海洋探索、药理学、专利观察、昆虫学、动物学、技术、图像处理、天文学等多个前沿领域的最新动态和研究成果。

我们又站在了一个时代的节点上。美国、欧洲以及中国等国家和地区,都已经或者即将发起“大脑计划”,准备投入数十亿美元、数十年时间,开发前所未有的新工具和新技术,彻底攻克大脑难题——大脑到底是如何运作的?意识、认知、记忆等能力,到底是如何出现的?

大脑中有上千亿个神经元,神经连接的数量更是一个天文数字。目前,大脑研究的最大局限在于,科学家只能检测少量神经元的活动情况,无法对整体上研究大脑的运行机制,而欧美的大脑计划,正是希望突破这个技术瓶颈。

大脑计划,中国可以做什么?专访中国科学院神经科学研究所所长蒲慕明。本刊记者吴好好。

2015年,物理学的分水岭?撰文约瑟夫·莱肯(Joseph Lykken)玛丽亚·斯皮罗普卢(Maria Spiropulu)。2015年,LHC将以最大能量再次运行,如果物理学家能找到超对称伴子,通向超对称世界的大门将会开启,一次疯狂的智力冒险也随之开始;如果没有找到超对称伴子,人类对量子物理的基本理解将面临一个范式变化,促使科学家彻底重新思考宇宙结构下的基本现象。

LHC将于2015年初重新运行,其中的CMS探测器将对超对称证据进行最后的搜索。

对于超对称理论这样一个建立了将近半个世纪,自身又并不完美的理论,现在无疑走到了十字路口——选择往哪走,实验结果有着无比重要的指导意义。

如果从工程学的角度来看,“变形金刚”式的变形机械不仅复杂,而且效率低下,即使可以变形,也会不堪一击——可变性和强度通常只能二中选一。相比之下,单部件、无需组装的柔性机械却可以更高效地变形,并且成本更低,也更耐用。未来,也许是柔性机械的天下。

尽管依靠地质和地形特征,科学家可以推测化石的藏身处,但考虑到野外的广袤无垠,寻找化石还是要靠运气。但在不久之后,这一局面就会有巨大改观:科学家利用卫星地图和计算机模型,可以判断化石的可能位置,从而在卫星的导航下,更准确地寻找化石。

我们的免疫系统有着无限的潜力。而一种新型免疫疗法,能够释放人体的这种强大潜能,长期、有效地抑制肿瘤的生长和转移。当免疫疗法与传统的放化疗手段联合起来,治愈癌症的梦想,或将成为现实。

不少情况下,植物人并没有完全丧失意识,通过一些技术手段,科学家甚至可以与植物人直接交流。这一研究的重要意义在于,未来我们可以判断哪些植物人还有意识,进而可以采取更合适的方法提高他们的生存质量,甚至帮助他们恢复意识。

在数学领域,拉马努金就是一个传奇。这位百年前的印度数学家自学成才,32岁便离开人世。短短的一生中,他留下了数个笔记本,上面写着很多匪夷所思的数学公式和神秘定理——数学家肯恩·小野仅破解了其中6个表述式,就取得了令人惊讶的成果。

被誉为“现代达尔文”的贝龙,他一个人发现的珊瑚品种就占全球已知珊瑚品种的20%以上。今天,这位研究珊瑚大半生的权威,却在用尽全部精力与激情,向世人讲述一个关于珊瑚礁的末日预言:珊瑚,这种对温度和光线有着独特敏感性的生物,正因气候变化和海洋酸化走向灭绝。

科学评论COMMENT重复并不简单。撰文维罗妮卡·基尔莫(Veronique Kiermer)。

健康科学THE SCIENCE OF HEALTH电子烟安全吗。撰文蒂娜·法恩·马龙(Dina Fine Maron)。

反重力思考ANTI GRAVITY命运嘲笑概率。撰文史蒂夫·米尔斯基(Steve Mirsky)。

大数据科学BIG DATA SCIENCE个人英雄主义还是强强联手?撰文周涛。

自然新闻在南极追寻时空起点。撰文罗恩·考恩(Ron Cowen)。

时空的起点究竟是什么?30多年前提出的“宇宙暴胀”理论给出了一个完美答案,但多年来,科学家一直没有找到证据。这一次,经过在南极洲的多年努力,科学家终于看到了“时空的起点”。

蓝色能源的沉浮。撰文杰夫·托尔夫森(Jeff Tollefson)。

科学家相信,海洋将会成为人类新的能源宝库——他们已经在利用潮汐能和波浪能发电了,而更大的跨越会发生在2015年。

防范大洪水。撰文奎林·席尔迈尔(Quirin Schiermeier)。

一个小岛上,陆地下沉,海平面却在不断上升,以至于时刻面临着毁灭性的洪灾。如何防范大洪水的来临?对于当下的世界,这个问题的答案的重要性不言而喻。

双酚S:塑料新毒源?撰文乔西·格劳修斯(Josie Glausius)。

为了替代塑料中对健康有害的双酚A,科学家试验了很多化学物质,但都没有找到完美的替代品,最关键的是,现在找到的物质,似乎都和双酚A一样,会对人体造成伤害。热敏纸中通常含有双酚S——双酚A的替代物,而这是购物小票,以及其他类似纸制品的原材料。双酚S与双酚A结构非常类似,很可能具有相同的毒性,但目前还没有经过全面的安全性评估。

前沿ADVANCES环境树木也会污染环境?

神经科学朊蛋白维持记忆气候变化火山喷发给地球降温海洋探索“海神”号失事药理学用大麻治癫痫?专利观察用智能手机诊断口腔癌昆虫学蚂蚁会造“救生筏”某些种类的蚂蚁会以身“搭桥”或“造船”,图片所示即为布氏游蚁用身体搭建的“天桥”。

动物学黇鹿择偶“以声取人”技术让动画中的长发飘起来图像处理照片上有相机的“指纹”天文学开普勒望远镜“虽死犹生”采访实录改造电网应对灾难军事科技军用飞行车即将起飞读来编往FEEDBACK经典回眸50,100&150 YEARS AGO《环球科学》2014年6月号已经上市,点击阅读原文购买新刊;回复电子版,了解电子版订阅方式;回复订阅,了解纸刊订阅方式;回复年,月(如2014.5),预览更多往期杂志SCIENTIFIC AMERICAN《环球科学》《科学美国人》中文版全球科普杂志第一品牌1845年创刊151位诺奖得主撰稿15个国际版本阅读原文

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