配樂“電影”將大腦活動可視化
科技日報北京2月21日電 （記者張夢然）復(fù)雜的神經(jīng)元數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換成視聽格式？沒錯，其甚至能成為帶有配樂的“電影”來方便人們探索，并幫助解釋大腦執(zhí)行某些行為時發(fā)生的狀況。美國哥倫比亞大學(xué)的戴維·蒂博多團隊在21日出版的《公共科學(xué)圖書館：綜合》上介紹了這項技術(shù)。
技術(shù)進步使實時記錄清醒大腦中多個組成部分的活動成為可能。例如，科學(xué)家可以觀察老鼠的大腦在執(zhí)行特定行為，或接受某種刺激時會發(fā)生什么。然而，此類研究會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，很難直觀地探索這些數(shù)據(jù)以深入了解大腦活動模式背后的生物機制。
先前研究表明，一些大腦成像數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)化為聽覺表征。基于這些方法，蒂博多團隊開發(fā)了一個靈活的工具包，可將不同類型的大腦成像數(shù)據(jù)以及實驗室動物行為的視頻記錄，轉(zhuǎn)換為視聽形式。
研究人員隨后在3種不同的實驗環(huán)境中演示了這項新技術(shù)，展示了如何利用各種腦成像方法的數(shù)據(jù)來轉(zhuǎn)換成視聽形式。
該工具包利用到之前收集的2D寬視場光學(xué)映射數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)檢測小鼠進行不同行為時（例如跑步或梳理毛發(fā)）的神經(jīng)活動和腦血流變化。
神經(jīng)元數(shù)據(jù)由鋼琴聲音表示，鋼琴聲音隨著大腦活動的峰值而變化，每個音符的音量可表示活動的強度，其音調(diào)可表示大腦中活動發(fā)生的位置。同時，血流數(shù)據(jù)由小提琴聲代表。實時演奏的鋼琴和小提琴聲音展示了神經(jīng)元活動和血流之間的耦合關(guān)系。與老鼠的視頻一起觀看，研究者可辨別哪些大腦活動模式對應(yīng)于哪些行為。
團隊成員指出，這個工具包并不能替代神經(jīng)影像數(shù)據(jù)的定量分析，但它可幫助科學(xué)家篩選大型數(shù)據(jù)集，以尋找可能被忽視且值得進一步分析的模式。
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