等级 B2 – 中高级CEFR B2
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一组来自三个国家的研究团队在小鼠模型上开发了新的实验与计算结合方法，并将成果发表于 PLOS Biology。日本团队使用光片显微镜获取小鼠大脑的三维图像，配合遗传标记技术使活跃神经元在显微镜下发光；来自密歇根大学的研究者负责建立数学与计算工作流，以追踪神经元和神经网络随时间的动态变化。
研究的主要发现是，随着动物在日常周期中活动，整个大脑的活性出现一致性的位移：清醒时活动常从皮质下层或深部开始，随后在日间或夜间过程中，活动枢纽逐步转移到脑表面的皮质。作者将此现象描述为不同时间段内“主导”网络的重新组织，并指出行为由跨大脑的多种相互作用要素产生，而非单一基因或结构决定。
尽管该成像方法不能直接在人类身上使用，作者认为所用的数学较为简单，可以将该方法适配到来自 EEG、PET 或 MRI 的更粗略人体数据。研究还提到可将这些方法用于阿尔茨海默病和帕金森病等动物模型，并已有合作将治疗手段对大脑活动的影响纳入测试。
研究的资深作者包括密歇根大学的 Daniel Forger，日本 RIKEN 的 Hiroki Ueda，苏黎世大学的 Konstantinos Kompotis，以及共同作者 Guanhua Sun。团队将研究献给在一次飞机失事中遇难的资深共同作者 Steven Brown。
- 资助来源包括美国国家科学基金会。
- 还有美国陆军研究办公室的资助。
- 以及人类前沿科学计划的支持。
难词
- 光片显微镜 — 用于三维成像的光学设备
- 遗传标记 — 用基因使细胞可被识别
- 工作流 — 处理数据的步骤顺序
- 追踪 — 持续观察并记录位置或变化
- 位移 — 位置从一处向另一处移动
- 重新组织 — 改变结构或连接方式的安排
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讨论问题
- 如果把这种方法适配到 EEG 或 MRI，你认为能带来什么临床或研究上的好处？请说明理由。
- 文章提到行为由跨大脑多种相互作用要素产生。你认为这对神经疾病的治疗有什么影响？举一两个可能的例子。
- 研究团队把方法应用在动物模型并测试治疗手段的影响。你认为未来把类似方法用于人类的主要挑战是什么？
