哥伦比亚大学开发视听工具包，帮助研究者探索神经元数据

哥伦比亚大学戴维·蒂博多小组近日公布了一项新技术，可以将复杂的神经元数据转化为视听格式，进而形成伴有音乐的“影视作品”，以便于深度探索和揭示大脑在某些行为过程中的具体状态。这一突破性成果发表在21日的《公共科学图书馆：综合》杂志。

技术革新使实时跟踪清醒状态下大脑各个部位活动成为可能。比如通过观察老鼠在进行某一指定行为或受到特定刺激时，科学家们可以了解他们的大脑活动情况。但是这类研究所产生的海量数据使得找到隐藏在背后的大脑运转规律变得困难。

早前有研究显示，一些大脑成像结果可以转化为听觉表示。在此启发下，蒂博多团队研发出一套多功能软件，可以根据多种脑成像和实验室动物行为录像生成视听资料。

研究人员随后在三组不同实验条件下进行测试，展示了如何将多种脑成像数据转化为视听形式。

此工具包利用了早先收集的2D宽视场光学映射数据，这些数据呈现老鼠在进行各类行为如奔跑或理毛等时的神经活动和脑血流状况。

神经元活动则以钢琴旋律表示，不同音调表示不同脑区的活动程度；血液流动信息则用小提琴音表演示。这种视听结合的方式生动展现了神经元活动和血流之间的关联性。研究人员将老鼠行为录像与之匹配后，可快速识别出哪种大脑活动模式对应何种行为。

研究团队表示，虽然这套工具无法取代神经影像数据的精确量化分析，但它可以帮助科研人员从海量数据集中发掘可能被忽略，却具有重要价值的模式。

作为由紧密连接的神经元组成的巨大网络，①我们的感知、思考、行动皆基于神经元活动；②然而，神经元的电化学信号（他们之间的通讯和协调方式）极其复杂，也是当今脑科学研究的重点所在。现在，这项将原本复杂的脑部活动数据转化为充满韵律感的钢琴协奏曲和小提琴交响曲形式的创新，既增添了科学与艺术相互交融的美感，也使得科学家们能够更为直观地理解和处理神经元信息。