18、神经科学与神经计算的新进展

神经科学与神经计算的新进展

1. 实验进展

过去40年里，神经科学取得了巨大的进步。在与认知的神经计算方法相关的领域，尤其是涉及人类大脑运作和大脑皮层认知过程的研究中，实验方法的进步推动了整个领域的发展。

1.1 数据收集与处理的进步

在神经解剖学方面，由于数据收集和处理方法的改进，我们对大脑皮层的解剖结构和连接性有了更全面的了解。新的染色和追踪方法，如Heimer和Záborsky（1989）、Záborsky等人（2006）、Abdeladim等人（2019）以及Lanciego和Wouterlood（2020）所介绍的方法，为我们提供了更多关于大脑的信息。

在记录大脑活动方面，技术也有了显著的提升。从最初的单电极记录，发展到多电极记录，再到如今的成像技术，我们现在可以记录、查看和解释大脑活动的图像甚至电影。例如，Frostig等人（1990）的研究展示了成像技术的应用。如今，我们甚至能够观察到单个神经元的活动，如Greenberg等人（2014）和Klioutchnikov等人（2020）的研究所示。

然而，这些技术也存在一些局限性。高分辨率成像，如光学记录细胞内电位或近红外光谱成像（NIRS），只能显示大脑皮层表面附近相对狭窄区域的活动，并且很难将单个神经元的活动从几十微米的皮层深度叠加信号中分离出来。在视觉皮层中，无论是否有视觉刺激，都存在持续的活动，视觉刺激与这种持续活动相互作用，但观察者很难从单次刺激呈现中直接分辨出刺激与持续激活的关系。

1.2 不同尺度的大脑活动测量

在全球尺度上，功能磁共振成像（fMRI）是最常用的测量方法。它被用于数百项关于动物和人类的研究中，能够显示在特