直播節(jié)選

非常感謝主持人的介紹，特別要感謝羅躍嘉老師的邀請(qǐng)，非常榮幸能夠有機(jī)會(huì)在線上和我們很多的朋友一起來(lái)交流我們做的一些工作。

關(guān)于人腦的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際上我們課題組也做了十多年的工作，對(duì)將來(lái)的發(fā)展方向，即下一步我們要做的事情，希望借腦客中國(guó)這一次機(jī)會(huì)，和各位同道一起來(lái)探討一下。下面我主要來(lái)匯報(bào)一下我們?cè)谌四X復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的三方面工作，分別是是涉及到關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的連接架構(gòu)、它的形成發(fā)育以及網(wǎng)絡(luò)受損的一些相關(guān)情況。

01人腦網(wǎng)絡(luò)的三方面

實(shí)際上在很多的學(xué)科里，不同的領(lǐng)域中，都有一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，比如說(shuō)人和人之間的關(guān)系組成的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)，每天都要使用的Internet網(wǎng)絡(luò)，還有交通網(wǎng)絡(luò)。最近大家都知道的新冠病毒傳染網(wǎng)絡(luò)，也是非常重要的流行病學(xué)網(wǎng)絡(luò)。

雖然在很多領(lǐng)域里都有復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，但這些網(wǎng)絡(luò)是存在非常多的共性現(xiàn)象，或者說(shuō)是大自然界一些相通的物理規(guī)則。實(shí)際上我們可以去探索不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)連接規(guī)則，這些不同的網(wǎng)絡(luò)里面的節(jié)點(diǎn)是怎么聯(lián)系起來(lái)的，是不是在一些節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系非常多、非常重要，我們稱(chēng)之為樞紐節(jié)點(diǎn)，它對(duì)于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)起著非常至關(guān)重要的作用。

網(wǎng)絡(luò)的連接架構(gòu)直接決定著網(wǎng)絡(luò)行使的功能，比如說(shuō)現(xiàn)在的新冠病毒網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)一些在物理上非常重要的樞紐，比如說(shuō)像某些機(jī)場(chǎng)一樣，短時(shí)間就讓新冠傳染開(kāi)來(lái)。所以理解網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)是非常重要的。

第二點(diǎn)就是不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)它都有一個(gè)形成、發(fā)展的過(guò)程，這些網(wǎng)絡(luò)不是一下就有的，它是一個(gè)慢慢建構(gòu)的過(guò)程，這個(gè)建構(gòu)過(guò)程作為一個(gè)物理系統(tǒng)，也服從著一些規(guī)則，由此我們可以理解這些網(wǎng)絡(luò)是怎么形成的。

第三方面是網(wǎng)絡(luò)會(huì)受到很多的攻擊，比如說(shuō)某些節(jié)點(diǎn)受到了損害，信息就無(wú)法傳輸了，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的功能也會(huì)受到影響。那么有的時(shí)候需要修復(fù)這樣的節(jié)點(diǎn)、修復(fù)這樣的連線，所以很多不同領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)有許多相似的知識(shí)。

02人腦網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性

實(shí)際上我們?nèi)四X可以講是世界上最復(fù)雜的一個(gè)系統(tǒng)，雖然我們大腦看起來(lái)很小，但是長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中，我們腦內(nèi)是有非常多的腦單元，它存在許多復(fù)雜的聯(lián)系，讓我們有了人類(lèi)的智能。研究腦網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的連接規(guī)則及機(jī)制，實(shí)際上是現(xiàn)在神經(jīng)科學(xué)里邊非常重要的一個(gè)方向，很多的研究者已經(jīng)提出網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)科學(xué)，或者叫引導(dǎo)連接組學(xué)。

我們知道人腦網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性可以從很多不同的尺度來(lái)探索，比如說(shuō)從微觀尺度，也就是一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以到那個(gè)神經(jīng)元，來(lái)探索這種神經(jīng)元是如何組成一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)。目前在生物如線蟲(chóng)中，我們可以獲得一些數(shù)據(jù)去探索它的三百多個(gè)神經(jīng)元之間是怎么聯(lián)系起來(lái)。

除了微觀尺度，我們可以再往上一點(diǎn)到達(dá)介觀尺度，有很多研究者在猴子、鼠這些對(duì)象里，用一些有創(chuàng)的技術(shù)來(lái)探索介觀尺度。而更大的一個(gè)尺度就是我們?nèi)四X現(xiàn)在處于的宏觀尺度，大部分是采用了一些無(wú)創(chuàng)的技術(shù)，比如說(shuō)磁共振成像、腦電腦、磁代謝等技術(shù)來(lái)進(jìn)行研究。

從微觀、界觀到宏觀，實(shí)際上在不同尺度上，我們?nèi)四X網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出很多相似的規(guī)則，而且不同的尺度之間也具有非常復(fù)雜的聯(lián)系。在不同的尺度上，實(shí)際上都給我們帶來(lái)了很多不同的角度去探索人腦網(wǎng)絡(luò)的連接模式和機(jī)制。

人腦網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性不僅是體現(xiàn)在跨尺度，而且還體現(xiàn)了多模態(tài)。有結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)、功能的網(wǎng)絡(luò)、電生理的網(wǎng)絡(luò)、代謝的網(wǎng)絡(luò)、化學(xué)作用的網(wǎng)絡(luò)等等，這些不同的模態(tài)之間的網(wǎng)絡(luò)也具有非常復(fù)雜的關(guān)系。所以從這個(gè)角度來(lái)看，實(shí)際上我們?nèi)四X從這個(gè)跨尺度、多模態(tài)來(lái)看還是非常復(fù)雜。

注：上述內(nèi)容在征得袁永老師同意后，在不改變?cè)獾那闆r下進(jìn)行的部分文字整理。觀看完整視頻內(nèi)容請(qǐng)掃描下方二維碼或點(diǎn)擊閱讀原文觀看。

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