大脑结构范文1
属于大脑半球额叶的结构：中央沟前、外侧沟以下的部分，人的每个大脑半球有四个脑叶。在大脑最前部是额叶。在额叶后面的上部是顶叶，额叶后面的下部是颞叶。在脑最后部是枕叶。
脑前额叶皮质功能与认知、情绪、疼痛和行为管理等相关。
人的每个大脑半球有四个脑叶。在大脑最前部是额叶。在额叶后面的上部是顶叶，额叶后面的下部是颞叶。在脑最后部是枕叶。
脑前额叶皮质功能与认知、情绪、疼痛和行为管理等相关。
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大脑结构范文2
[关键词] 电针；缺氧缺血；Nestin；Brdu
[中图分类号] R246.6[文献标识码]A [文章编号]1673-7210（2008）09（c）-009-03
The influence of electroacupuncture on the expressions of Nestin and Brdu in the hippocampal formation of neonatal rat brain with hypoxia-ischemia
ZHOU Xiu-li1, FAN Wei-min2
(1.Department of Neurology, Xinyang Central Hospital of Henan Province, Xinyang 464000, China; 2.Department ofPhysiology, Xinyang Vocational and Technical College, Xinyang 464000, China)
[Abstract] Objective: To observe the influence of electroacupuncturing on the Nestin and Brdu expressions in the hippocampal formation of neonatal rats with hypoxia-ischemia, and to confirm the effect of electroacupucture(EA) on HIBD (Hypoxic-ischemic brain damage) in neonatal rats, and then provide the theoretical basis for clinical application. Methods:7 days old Wistar rats(n=100), weighing 12-15 g, were randomly divided into four groups: the control group, the model group, HIBD group and electroacupucture(EA) group. Except the control group, the other three groups were prepared by left common carotied artery ligation and systemic hypoxia (8% oxygen in nitrogen) for 2 h. Then the rats in model group were sacrificed. After 2 d of recovery, the rats in electroacupucture group were treated with electroacupucture (“baihui” and “dazhui”points) every day till the rats were sacrificed 22 d after HIBD. The rest rats were subjected to perfusion-fixation 22 d later, the left brains were regularly paraffin wax embedded, sectioned and stained by Nestin and Brdu immunohistochemical staining. Results: Nestin-positive cells distributed widely in the hippocampal CA1，CA2，CA3 and dentate gyrus of hippocampus formation in each neonatal rat brain. The number of Nestin-positive cells in the electroacupucture group increased markedly, as compared with normal control group and HIBD group. The Brdu-positive cells were mainly located in subventricular zone of lateral wall, subgranular zone of dentate gyrus and corpus callosum in each neonatal rat brain. In the rats of EA group, the Brdu-positive cells were conspicuously higher than those in the normal control group. Conclusion: Eectroacupucture compared with hypoxia-ischemia gives conspicuously rise to enhance neurogenesis in the hippocampal formation of neonatal rats after hypoxia-ischemia.
[Key words] Electroacupuncture; Hypoxia-ischemia; Nestin; Brdu
新生儿缺氧缺血性脑损伤(Hypoxic-ischemic brain damage,HIBD)是导致新生儿脑部发育不良及智力低下的常见原因。由于高危妊娠及新生儿抢救存活率的升高，不同程度的HIBD的发病率有增高趋势，且目前对此病尚无特殊的治疗方法，故此病成为近年来国内外的研究热点之一。丁春华等[1]的实验提示，电针治疗可促进窒息脑瘫幼鼠脑部血液循环，减弱NO对神经细胞的损伤作用，减少后遗症的发生，促进脑瘫肢体的功能恢复。Gao等[2]的研究表明，电针能促进猕猴局灶性脑缺血后自发脑电(EEG)的恢复，增加脑的血流量，减小梗死区面积，减轻脑组织肿胀程度。陈志强等[3]在脑缺血再灌大鼠模型的缺血后期进行电针，使SOD活性增高，MDA含量下降，脑水肿程度亦有一定控制，提示脑缺血再灌流损伤有明显的预置性保护性作用。以上研究说明，电针刺激可提高脑的抗损伤能力，加快损伤修复。有关脑缺氧缺血新生大鼠电针穴位治疗后对受损脑组织发育的远期影响则少有报道。本实验采用国际公认的新生大鼠HIBD模型，观察电针同时刺激“百会”、“大椎”两穴，应用免疫组织化学方法检测神经上皮干细胞蛋白(Nestin)和5-溴-2-脱氧脲嘧啶(Brdu)在大鼠脑内海马结构中的表达水平，以进一步明确电针穴位疗法对脑缺氧缺血后神经发生水平的干预作用，为电针治疗新生儿缺氧缺血性脑病及预防后遗症提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 实验分组及模型制作
7日龄健康Wistar大鼠100只(由河南省实验动物中心提供)，体重12～15 g，随机分为4组：空白对照组(25只，存活23只，颈部正中切口，不结扎左侧颈总动脉，不做低氧处理)、模型判定组(25只，存活20只)、缺氧缺血组(25只，存活22只)和缺氧缺血后电针治疗组(25只，存活24只)，各组动物分别结扎左侧颈总动脉，然后将动物置于8%O2-92%N2混合气中2 h 后取出，具体步骤参照文献[4]。
1.2 标本制作与染色
模型判定组动物在缺氧缺血48 h后处死，制备脑片及脑组织切片，应用TTC及HE染色判定模型是否成功，具体步骤参照文献[4]。脑缺氧缺血后电针组在缺氧缺血后恢复2 d，开始刺激“百会”和“大椎”两穴。将针柄分别连接至电刺激仪的电极上(电针刺激参数：频率16 Hz，强度10 mV)，留针10 min，治疗2个疗程，每个疗程10 d，两疗程间间隔2 d，穴位定位、针刺参数及疗程参照文献[1,5,6]。24 d后除模型判定组外各组动物分别灌注取左侧脑组织，常规石蜡包埋、切片，行Nestin和Brdu免疫组化染色，光镜下观察海马结构的阳性细胞分布、计数定量分析，除模型判定组外各组动物于处死前2 d的电针治疗前及处死前2 h，分别注射Brdu以标记处于增殖状态的神经前体细胞。Brdu溶于0.01 mol/L PBS中，注射前配制，按50 mg/kg体重腹腔注射。
1.3 统计学方法
数据以均数±标准差(x±s)表示。先对每组数据做正态性检验，再做方差齐性检验。若方差齐，则做单因素方差分析和q检验；若方差不齐，则进行变量转换。使用SPSS 10.0统计软件对数据进行分析，P＜0.05表示差异有统计学意义。
2 结果
2.1 TTC功能性酶组织染色
模型判定组动物的脑片经TTC功能性酶组织化学染色后，其左侧大脑半球的大部分脑实质着色浅呈苍白色，而右侧大脑半球染成深红色，提示模型成功。
2.2 Nestin免疫组织化学染色
高倍镜下(10×40倍视野)Nestin免疫阳性细胞呈纤维状，胞体较小，突起且较少，可见明显的锥状突起，染色较淡。细胞计数显示，脑缺氧缺血组和脑缺氧缺血后电针组海马CA1区Nestin免疫阳性细胞均较正常对照组增多，脑缺氧缺血后电针组海马CA1区Nestin免疫阳性细胞较脑缺氧缺血组增多，两两比较差异均有统计学意义(P
2.3 Brdu免疫组织化学染色
高倍镜下(10×40倍视野)Brdu免疫阳性细胞的细胞核呈棕黄色颗粒状，细胞计数显示，脑缺氧缺血组和脑缺氧缺血后电针组侧脑室的SVZ和齿状回Brdu免疫阳性细胞均较正常对照组增多，脑缺氧缺血后电针组侧脑室的SVZ和齿状回Brdu免疫阳性细胞较脑缺氧缺血组明显增多，两两比较差异均有统计学意义(P
表2 各组动物齿状回Brdu免疫阳性细胞数变化(x±s)
组别 例数(只) 齿状回亚颗粒细胞层(个) F值P值
空白对照组 2310.22 ± 2.21
缺氧缺血组 2219.78 ± 2.86*178.24 0.000
缺氧缺血后电针组2424.04 ± 2.58
与空白对照组比较，*P
3 讨论
百会穴位居颅顶部，其深方为脑；且百会属督脉经穴，督脉又归属于脑。可见，百会穴与脑密切联系，是调节大脑功能的要穴。大椎穴为督脉本经穴，泻之可清泻诸阳经之邪热盛实，通督解痉，补之灸之可通全身之阳，固卫安营。表明电针督脉“大椎”、“百会”穴可改善脑血流量，对缺血神经元损伤有保护作用[7,8]。本实验电针穴位选用督脉经穴，是基于中医学中的奇经对整个经络系统具有组合统率作用，督脉是人体诸阳经之总汇，其所属穴位主治适应证相当广泛，历代医家多有“病变在脑，首取督脉”之说[8]。
神经上皮干细胞蛋白(Nestin)是神经干细胞所表达的一种特异性标志物。在病理情况下，受损脑组织神经上皮干细胞蛋白(Nestin)表达水平，可作为监测神经干细胞发生水平的敏感性标志之一[9,10]。本研究显示，缺氧缺血组和缺氧缺血后电针治疗组CA1区神经上皮干细胞蛋白(Nestin)免疫阳性细胞均较正常对照组增多，缺氧缺血后电针治疗组海马CA1区神经上皮干细胞蛋白(Nestin)免疫阳性细胞较缺氧缺血组明显增多，两两比较差异均有统计学意义(P
Brdu(5-溴-2-脱氧脲嘧啶)是一种胸腺脱氧核苷类似物，在细胞的增殖周期S期即DNA合成期整合入细胞核DNA中，故Brdu是反映细胞增殖状态的理想标志物[11]。免疫荧光双染法显示，大多数Brdu免疫阳性细胞可同时拥有神经元特异标志物NeuN和成熟神经元特异标志物Calbindin-D28K，该共存现象提示Brdu免疫阳性细胞大多数分化为成熟神经元，因此，Brdu免疫阳性细胞的数目基本可代表脑内神经前体细胞的发生水平[12]。本研究中各组动物齿状回Brdu免疫阳性细胞计数显示，缺氧缺血组和缺氧缺血后电针治疗组均较正常对照组增多；缺氧缺血后电针治疗组较缺氧缺血组明显增多，两两比较差异均有统计学意义(P
海马结构与学习、记忆和认知等关系密切，脑缺氧缺血后施加电针穴位治疗可进一步激发海马结构神经发生的水平，推测电针穴位治疗可在缺氧缺血性脑损伤时海马结构功能恢复中发挥重要作用。此结果为将电针穴位疗法用于防治缺氧缺血性脑损伤导致的患儿学习、记忆、认知和低能等功能的恢复提供实验依据。电针穴位治疗激发神经发生的机制尚待进一步研究。
[参考文献]
[1]丁春华,刘焕荣,张少丹,等.针刺健脑治疗缺氧缺血性脑病的实验研究[J].中国病理生理杂志,2000,16(10):1002.
[2]Gao H, Guo J, Zhao P, et al. The neuroprotective effects of electroacupuncture on focal cerebral ischemia in monkey[J]. Acupunct Electrother Res,2002,27(1):45-57.
[3]陈志强,耿稚萍,张吉,等.电针对脑局部缺血再灌流损伤大鼠自由基的影响[J].中国针灸,1998,(18)7:409.
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[5]林文注.实验针灸学[M].上海:上海科学技术出版社,1994.268.
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大脑结构范文3
瑞士苏黎世大学的科学家们发现，每天使用智能手机的人，位于大脑重要的一个区域――躯体感觉皮质会增大。这个部位的作用是控制拇指，而人们摆弄智能手机的时间越多，大脑与手的这种联系就越强。
研究团队跟踪调查了37名志愿者超过10天，其中26人使用触屏手机，11人使用传统的按键手机。研究人员监测了他们的脑电波，发现使用触屏手机的人其躯体感觉皮质的形式和功能发生变化。
发表在《当代生物学》杂志上的研究结果指出，智能手机改变了人的拇指和大脑的运作模式，而这一效果与用户最近摆弄智能手机的时间直接相关。
研究显示，智能手机的普遍使用与大脑皮层重组有关，指尖运动诱发的皮层活动和过去10天拇指使用的总数成正比。因为使用过去的按键手机，手只需要简单的运动，而触摸屏则需要更复杂的动作。因此，智能手机用户大脑中与指尖运动相关联的区域更加活跃，这就加快了反应时间和敏感度。
大脑结构范文4
【关键词】人工智能；结构计算模型；结构感
近十多年来，随着电脑的普及、人工智能和电脑软件的飞速发展，人类社会的生产方式和生活方式正发生着巨大的变化，很多领域的社会生产率得到了空前、大幅的提高。建筑结构设计领域亦如此，那些既有有手工设计绘图经历又有电脑设计绘图经历的结构设计师，一定更能更能深刻理解和感受到电脑对设计师的巨大的解放和促进作用。
一、电脑不能取代人脑
不可否认，借助电脑的帮助，我们设计师的效率获得了惊人的提高，设计周期大大的缩短。近几年，随着中国城市化建设的热潮，越来越多的人涌入房屋设计行业，设计行业的技术门槛似乎变得越来越低。有些人甚至认为，结构设计没什么，只要有电脑和软件就能解决结构工程问题，非常简单，几乎用不着大脑。电脑似乎可以解决所有问题，而且，确实，很多懒惰的结构设计师的确是这么做的。他们的设计过程通常是这样的：建立结构计算模型，然后选择计算软件下拉菜单进行计算，接着查看计算结果，看看轴压比、配筋、位移比等等是否满足要求（甚至有些设计师再简化一点，看看计算结果里是否有红色显示，没有即可以），满足了，就进入下一步绘图阶段了。而且设计绘图，在这些结构设计师看来似乎也是那么容易，如果计算采用的是中国建筑科学研究院开发的PKPM软件计算的话，只需转入PKPM后处理程序，轻点鼠标或选择下拉菜单，按几下回车键，施工图纸就跃然纸上（其实是电脑上），然后输出打印，一切可以！一个工程设计完成！这一切看起来是多么的轻松！原来设计可以这样做！整个计算设计直到图形输出过程，几乎没有消耗多少设计师的大脑细胞！从他们的设计过程来看，人的大脑没有起到多大的作用，电脑似乎取代了人脑。
可是，结构设计真的能这样吗？电脑能够真正的取代人脑吗？答案显然是否定的。
图纸是工程师的语言，表达的是设计者的意图。图纸中的内容反映的是工程师对改工程结构的认识和理解而后形成的图形表达。而对事物的认识和理解最终来源于人脑DD设计师的大脑。那么，这个缺乏人脑参与的设计图形产品，最终质量如何呢？我们称之为低级粗制品。我们懒惰的结构工程师带着自己的图形产品和电脑输出的计算书，呈现给经验丰富、理论扎实的资深结构工程师进行审图时，经常会发生这种情景：一曰：此处配筋不正常、不合理，为何如此？一曰：彼乃电脑计算结果。悲哉！设计师竟然可以如此依赖电脑。
一个没有经过人脑进行雕凿和修饰的工程设计产品注定是先天不足、存在质量缺陷的。电脑只是我们用来进行设计的工具而已，它并不是万能的，它自身并不能代表设计师做出完全正确合理的判断，最终的计算结果是否合理、是否正确，需要结构设计师自身做出判断而后进行设计。不同的简化和假设，计算出来的是不同的。比如，现行计算软件对墙板构件是有一定假定前提条件的，在某种特定结构布置下是不符合计算假定的，这样的电算结果就容易出现问题。
二、电脑替代人脑部分工作
电脑人机交互式输入模式的出现，绘图软件、计算软件的不断完善发展，使我们的设计工作越来越简便。
结构工程师的工作量主要是两部分，一部分是计算过程，还有部分是绘图过程。对于计算的工作量，由于现在电脑计算软件已经将现行规范中的计算理论纳入其计算校核程序，所以我们结构工程师只需根据建筑设计师提供的建筑平面图、立面图、剖面图及详图，将它进行合理假设、简化，并建立与之对应的恰当、合适的结构计算模型，计算过程电脑会自动进行，同时输出计算结果，并能初步自行检验计算结果是否合理。
三、“结构感”概念的提出
目前，在结构设计领域，这种把使用计算机的能力当成能胜任工作的观点，正在像传染病一样到处蔓延。在一个个建筑工程设计通过电脑源源不断的输出时，在电脑逐步替代人脑工作的同时，我们设计师的大脑功能却在慢慢退化，特别是缺乏思考、懒惰的结构设计师的大脑的衰退速度更是惊人。我们的设计师的大脑变得如此依赖于电脑，以至于正在迅速丧失不依赖电脑进行计算工作的技能，而这恰恰正是我们结构工程师真正赖以生存的本领。这种情况的出现，有客观因素也有主观原因。有很多时候，设计师同时进行着几个工程设计。在这个速度至上的年代，在业主对经济效益和效率过分追求的压力下，对速度与形式主义的苛求被可怕地置于进步的名义之下，与此同时许多时间却又被浪费在重复的管理环节之上，留给设计师的时间已少之又少。但是，时间少不能成为我们不思考的理由。当初没有时间细细思量或仔细斟琢的某个构件或某个环节，可以抽时间回头重新思考、总结、归类。如果设计过程中因为时间关系来不及弄明白，一知半解、囫囵吞枣的应付过去，事后由于惰性的原因，对不熟悉、不理解的相关原理、规范不去追根究底、弄清原委，结构设计师大脑里的相关知识库怎么能够积累、扩大，技术水平怎么能够提高。长此以往，设计师必将越来越依赖于电脑，设计也将不称之为设计，因为一个主要依赖电脑而没有人脑参与并进行雕凿修饰的设计产品是没有生命力的。
人类社会的不断向前发展是建立在对前人的经验、教训不断归纳总结的基础上的，工程结构设计领域同样如此。
通过各种不同结构类型的工程设计，结构工程师大脑里的知识库得到不断的丰富和补充。日积月累，知识、经验、直觉、悟性有机结合的对工程“认知”的巨大综合体将会形成于结构工程师的大脑里。这种对工程认知的巨大综合体和设计师个体的结合，我们称之为“结构感”，和概念设计有所区别。概念设计有很多文献进行过讨论和论述，并形成了相关的理论描述。我们这里称之的“结构感”是不能用文字来描述的，它是人体与工程认知的结合体，是有别于此的。如同历史上优秀的军事将领，在瞬息万变的战场，他们能做出做出冷静、正确的判断，用兵如神。在几万人或几十万人性命莜关的关键时刻，他们做出正确判断的依据是在历次战斗中形成的超乎常人的军事直觉。同样一个建筑工程，有的结构图纸简单清晰，一目了然；有的图纸繁冗复杂，让人云里雾里，不知表达的什么意图。有的结构图纸经济而安全；有的浪费确不安全。为什么同样一个工程，不同的结构师最终设计出来的图纸会差别这么大呢？因为由于个体的差异，理论知识、设计经验、悟性的不同，结构感不同，对工程的理解和认知就会不同，最后设计出来的图纸自然就不一样了。计算机不可能，而且永远不可能，成为人类知识、经验、灵感、远见、独立思考以及自古以来的勤奋的替代品。
四、结语
因此，在现代社会要成为一个优秀的结构工程师，任重而道远。由于电脑绘图软件和计算软件的功能日益强大，结构师要使它们成为设计的好帮手，必须了解它，熟悉它，然后熟练运用它，做到知己知彼。设计师如果仅按规范条文、电算结果机械地把施工图画出来，不是一个真正合格的设计师。同时，结构设计师使用结构计算软件时必须有深厚的理论功底，必须有大量的手算积淀，必须在用软件计算前就对可能的结果有大概的预测，否则就会导致对电脑计算软件的误用。我们可以运用电脑进行计算分析，但不能一味的依靠电脑判断计算结果并指导结构设计，否则必成为电脑的奴隶，留下较多的工程隐患。最后，也是最重要的一点，结构设计师遇到问题要学会思考问题，解决问题，不断加强自己的结构感，在没有电脑计算的情况下，仍然能做出初步准确的判断。
大脑结构范文5
过去，科学家们从人和动物的“同功器官”的起源已经证明了这一点。“同功器官”是指在功能上相同，有时形状也相似，但来源和基本结构都不相同的器官。比如，蝴蝶和鸟的羽翼均为飞翔器官，但是蝶翼是膜状结构，由皮肤扩展形成；而鸟翼是由脊椎动物前肢形成的，内有骨骼，外有羽毛。
现在，研究人员发现，人与动物最大的“同功器官”其实是大脑。这一发现，似乎让在智力上具有巨大优越感的人类难以接受。
发现新的相似结构
人脑和动物大脑的相似性首先体现在结构上。美国加利福尼亚大学圣地亚哥医学院神经科学系的哈维·J·卡特教授带领的研究小组发现，鸟和鸡脑部有关听觉输入分析的区域，在结构上与人和哺乳动物相似。
过去专业界的看法是：人和哺乳动物的大脑比其他动物的大脑进化发展得更快，功能更复杂，因而也更为高级。因为两者大脑在部分结构上有所不同，这种不同主要表现在前脑和皮质上，这两个部位集中体现了复杂的认知功能。虽然人、哺乳动物和鸟、鸡等都隶属脊椎动物，但两者有较大的差距。
过去的解剖研究发现，哺乳动物大脑皮质中的细胞呈现为“放射状阵列相连结”的多层结构，形成了以神经元和特殊连结为特征的功能模式。但对非哺乳动物，如鸟类等脊椎动物的大脑相同区域的研究，并未发现与哺乳动物相似的结构。于是研究人员推论，哺乳动物的大脑神经细胞和神经回路在自然界中是独一无二的，高于其他所有动物。因为，其他动物，如非哺乳脊椎动物的大脑细胞没有“放射状阵列相连结”（多层结构），所以无法像哺乳动物那样根据感觉信息做出复杂的认知和分析行为。因而，人们认为，像鸟类这样的动物只能做出“机械的套路动作”。
但是，卡特等人在最新的研究中使用了精密成像技术，包括用作描绘鸡和鸟大脑中与哺乳动物类似的听觉皮质区域的高灵敏度显像仪。两者的脑部此区域都负责听觉功能。他们发现，鸡和鸟类的大脑皮质层也呈多层结构，最令人惊奇的是，鸡和鸟的大脑皮质的细胞同样是由紧密、放射状连结单元与不同类型的细胞广泛相连，从而形成了与哺乳动物大脑皮质实际相同的“微电路”。
这也意味着，哺乳动物叠层以及阵列结构的大脑皮质特征并非唯一，更可能的情况是，大脑的叠层以及阵列结构是从更为古老的脊椎动物的大脑细胞和神经回路那里进化而来。
功能上的相通
卡特研究小组的研究结果不仅得出人和哺乳动物大脑与鸟类大脑在结构上有相似性的结论，更重要的是，它提出了一个问题：哺乳动物大脑的进化是何时开始的？
另一些研究人员的研究结果给出了一种答案：人和哺乳动物大脑与鸟类大脑的共同功能起始于3亿多年以前。许多研究显示，潜藏在复杂行为下的神经微电路对于很多脊椎动物来说是共通的。最近一些研究人员的研究结果更是提示，人与动物大脑共同利用神经回路来指挥行动是在更早的4.5亿年前。
大脑的功能相当于一个群体或一支部队的司令部，这个群体如何行动完全取决于人群受到环境的刺激后大脑做出什么样的决定和命令。美国得克萨斯大学奥斯汀分校汉斯·霍夫曼的研究团队发现，人类、鱼类和蛙类可以使用一种共同的神经回路来产生多元化的社会行为，而且这种现象已经存在了4.5亿年了。霍夫曼认为，这种神经回路涉及社会行为，是存在于所有古脊椎动物中的。也就是说，人类的基本神经回路与动物是同源和同功的，而且人类大脑的神经回路与动物一样都是相当古老的。
霍夫曼研究小组选取了88种脊椎动物进行研究，其中包括鸟类、哺乳类等动物。研究人员分析了这些动物的大脑负责社会行为的12个区域，结果发现了两个神经网络的基因有特殊的活性。其中，一个神经网络主要负责评估外界环境刺激的相对重要性，这个网络就是中枢边缘系统；而另一个神经网络则主要负责社会行为，可以称为社会行为网络。第一个神经网络的功能体现在对于药物成瘾和浪漫爱情（爱情的反应就像药物成瘾一样，可以在大脑中体现）刺激下的情绪和精神反应，以及相应的行为特征，如兴奋、愉悦；而后一个神经网络则负责社会行为，如婚配和共同捕食。
由于在脊椎动物大脑负责社会行为网络的神经细胞的基因活性水平上寻找到了共性，霍夫曼等人认为，脊椎动物在过去的4.5亿年中既发生了行为的多样性变化，又有一些行为的一致性。
例如，婚配结构无论是一夫一妻，还是一夫多妻或一妻多夫，都是社会性很强的行为，在不同的脊椎动物种群中发生过多次变化。不过，由于一夫一妻制行为在特定的环境中对于繁殖和生存非常有利，在人类和其他一些脊椎动物中就成为一种共同的选择。也有研究揭示，这种行为的进化主要是因为神经网络作出的微小调整，而不是产生了一个新的进化。当然，这只是一种假说。如果在未来的研究中能发现不同脊椎动物相同神经回路的分子共性，才可以比较清晰地证明人、哺乳动物和鸟类等脊椎动物有共同的负责社会行为的神经回路。
共同的“奖赏机制”
虽然研究人员目前不能在脊椎动物中证明大脑的分子有共性，从而证明神经回路是人和动物大脑运行的一种共同机制，但是已经有研究证明，属哺乳纲啮齿目的老鼠，与属哺乳动物灵长目的人类，在大脑中有共同的分子机制。例如，行为成瘾在老鼠和人类中都有共同的神经回路和分子机制，这就是大脑的奖赏系统和这一系统中的神经递质，如多巴胺。
人和老鼠大脑都拥有奖赏系统，而奖赏可以分为天然奖赏和后天（如药物）奖赏。前者指的是，人和动物与生俱来的对某些东西的渴望或者依赖，比如食物和性的奖赏，在完成这样的行为后大脑可以产生愉悦感。而药物奖赏是指人和动物接触或长期服用某种药物后形成的精神和身体依赖，也称成瘾，包括药物成瘾、酒精成瘾等，它们也可以引起人和动物的欣。
人和老鼠大脑中的奖赏系统是中脑边缘的多巴胺系统，多巴胺是这一神经回路中传递兴奋和愉悦的最重要的神经递质。最近，人和老鼠的神经奖赏系统又有了新的研究结果。
美国旧金山加州大学的神经科学家欧内斯特研究小组发现，小鼠在自由摄取可卡因后，脑部奖赏回路的细胞会在几个月后都保留对可卡因的记忆，而当它们在非自愿的情况下摄取可卡因时，脑部奖赏回路细胞的记忆却不能维持多久。
而在人类吸毒成瘾者的戒毒过程中也发现了类似的情况，酒精成瘾和烟瘾，就算是戒掉也很容易复发。但是，主动吸毒和被动吸毒在神经回路中留下的记忆长短不同，也就决定了毒瘾的大小不同：主动吸毒者在长期治疗后仍旧屡戒不成功，而被动吸毒者则比较容易戒掉毒瘾。这说明，人和老鼠的大脑奖赏系统具有同样的分子机制，即大脑中多巴胺神经元的活性增强，多巴胺会分泌较多，让人和老鼠产生兴奋，并在很长时间都可以留在记忆中。
大脑结构范文6
本文介绍了脑复杂网络的概念和技术现状，分析了功能性、结构性和因效性三种不同的脑网络连接类型，并讨论了基于时间序列的复杂脑网络的建模与分析方法。
【关键词】脑网络 时间序列 脑网络建模 复杂网络
人的大脑是世界上最复杂的系统，包括有百亿计的神经元。每一个处理信息的神经元通过大量的突触与其它神经元相连，神经元和突触共同组成了无比复杂的脑神经网络。人体自身及其与外界交互的所有信息，都由这个脑复杂网络来处理，它的效率和工作状态直接决定人的精神与健康状态。研究脑网络，首先要连接网络中的每一个节点即神经元之间的连接类型，并通过信息在网络中的传递和处理过程，建立起相应的分析模型，然后结合具体的采样数据，做模拟网络运行，以得到网络特征。
1 脑复杂网络及其常见的连接类型
当我们将脑神经网络当做常规意义上的拓扑网络来研究时，脑神经元即为网络中的节点，神经突触则相当于拓扑网络的边，而大脑做出的各种行为，均可以看作这个复杂的网络对各类信息的传递与处理的过程。这其中，神经元之间连接类型关注的重点，通过对常规拓扑网络的三种连接关系在脑复杂网络中的映射，了解脑网络的基础工作原理。
1.1 功能性脑网络（functional brain networks）
功能性脑网络是以分析神经元、神经集群、功能脑区等不同尺度上的脑功能单元之间的连接关系和统计趋势为主的无向网络，一般基于脑网络的各类功能信号，如电、磁、代谢信号等进行网络建模。在目前的脑网络研究领域，研究人员一般主要依据EEG/MEG/fMRI等方式进行建模并模拟研究脑功能性脑网络的特点。EEG和MEG的优点是时间分辨率较高，可以达到毫秒级，缺点是空间分辨率只能达到厘米级，达不到微观尺度上的分析要求。fMR主要反映生理代谢和血液方面的信息，它的空间分辨率达到了毫米级，但时间分辨率只有秒级。在未来，结合了EEG、MEG和fMRI的综合优点，进行多模态脑网络研究将能够更加全面地展现脑网络的特征。
1.2 结构性脑网络（anatomical brain networks）
结构性脑网络主要反映大脑的生理结构，以神经元之间的化学连接和电连接为主。在不同量级的空间尺度上，可以定义不同的结构性脑网络，如单个神经元之间复杂的联系通路即可视为一个“微网络”，而局部的神经通路单元则相当于一个局部的结构性网络，各个局部网络则又是组成脑网络基础节点，最终形成了一个层级结构十分复杂的结构性网络。大脑包括约100亿个神经元和数千倍的突触。用生理解剖的方法来分析神经元结构性连接网络，是目前研究脑网络最重要的方法之一。
1.3 因效性脑网络（effective brain networks）
因效性脑网络聚焦于脑网络中各节点之间的相互作用以及节点间信息流向。不同于无向连接的功能性脑网络。因效性脑网络重点研究网络中各种连接的方向性，着重分析各网络节点之间的因果关系以及统计趋势，并根据信息在节点之间的传播方向来分析脑网络的工作过程。因效性脑网络和功能性脑网络的差别在于如何量化测度网络节点之间的关系。一般采用因果关系分析来对网络连接强度进行量化。
2 时间序列脑网络构建与研究
构建脑网络可分3步，即定义节点、定义和测定结点之间的连接强度，选取合适的阈值并在连接强度大于闽值的节点之间建立连接边。一般通过稀疏性确定节点之间存在边的比率。例如：稀疏性值为0.2，即代表当前脑功能网络中存在边数占完全网络的边数的百分之二十。权值概率分布差异较大，难以避免网络存在散点或冗余的边，使得网络不满足连通性，并通过脑复杂网络的拓扑结构、递归图、度分布、模体分布等特征来揭示脑网络内在机制。
由测量时间序列构建复杂网络方法描述为，给定一个时间序列：
X（sΔt）（s=1，2，…，N）
其中Δt是单位采样时间，N为采样数据长度。假设此方法得到时间序列的延迟时间和最小嵌入维数均满足网络工作，利用延迟坐标嵌入方法得到一个多维向量：
Y={y1（k），y2（k），…，ym（k）}={z1（n），z2（n），…，zM（n）}={x（kΔt），x（kΔt+τ），…，x（kΔt+（m-1）τ）}
其中：n=1，2，…，m，m为嵌入维数;k=1，2，…，M，M=N-（m-1）τ/Δt为数据长度;τ为最佳时延。
为构建网络，分别计算两个向量点间的欧式距离得到一个M×M维的加权邻接矩阵D，给定两个向量点zi（n）和zj（n），向量点间的欧式距离定义为：
dij=||zi（n）-zj（n）||
其中：dij代表为矩阵中的i行j列元素。 rc为一个合适的阀值，即当dij>rc时，表示网络为无连接，反之则表示节点i与j间有连边存在，邻接矩阵A的元素aij为1。具体描述为：
aij =
由此我们就获得了一个初始的时间序列网络模型，通过对各类脑网络信号的获取和输入，即可以得到不同的脑网络拓扑的特性，受篇幅和环境条件所限，本文未进行更深入的实际分析，仅供参考。
3 结语
在脑复杂网络的研究中，结构性网络是物理基础，功能性网络、因效性网络是研究目标的抽象模型。脑复杂网络的研究不仅在了解人体自身机制、防治神经性疾病方面具有现实意义，同时对复杂计算机网络的研究与建设也有十分重要的指导意义。
参考文献
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[2]郝崇清，王江，邓斌，魏熙乐.基于复杂网络的脑电信号分析[J].计算机应用研究，2012，29（9）：3870-3872.
[3]蔡世民，洪磊，傅忠谦，周佩玲.基于复杂网络的脑电信号回归分析[J].中国科学技术大学学报，2011，41（4）：331-337.
