改进的工具,以帮助了解大脑,一次一个部分
在大脑中,数十亿神经元相互连接,交换信息,存储记忆,对危险做出反应等等。科学家们对这个最复杂器官的研究还仅仅是皮毛而已,但一种自动收集组织用于分析的新设备可能会让科学家们更快、更深入地进入大脑。
他们的方法发表在IEEE / CAA自动的SINICA。
“这项研究的最终目标是进一步提高大脑三维重建的速度和质量神经连接,“作者龙成,中国科学院自动化研究所的复杂系统管理与控制国家重点实验室教授。
目前,研究人员制作切片切片大脑组织或动物组织使用称为切片机的切割工具小于人毛发的宽度。组织在水中浮动,研究人员从哪些研究人员收集部分并将它们放在用电子显微镜上成像的硅晶片上。一旦拍摄了图像,它们被数字地重建为3D模型。
“人工收集大脑区域需要操作员具有非常高的专业素养,也会消耗相当多的时间和精力,”程说。“克服这一限制的一种自然方法是使用机器人自动化技术来提高收集效率。”
研究人员开发了一种圆形硅片,作为切片机的一部分可以旋转。当大脑切片被切割时,旋转运动带动水,使得切片自动粘到晶圆片上。该设备被称为自动硅基超切片机(ASUM),由一个自动系统控制,该系统检测水面上的大脑切片,以提高收集效率,增加每个晶圆可以容纳的切片数量。
“建议的ASUM可以减少运营商的收集技能要求,操作员必须表现的干预措施要求比使用现有的辅助设备更少,”程说。“它还确保了脑切片电子显微镜成像的质量,没有繁琐的后处理操作。”
然而,Cheng说,这不是一个完全自动化的系统,因为该设备不能自动取代硅片。接下来,研究人员计划引入一种自动硅晶片更换设备,包括一个先进的控制系统。
“了解大脑神经连接的结构,有助于探索人类大脑的工作机制,从而促进脑部疾病的诊断和治疗,以及类脑智能系统的发展,”程说。“我们的最终目标是检验重建的质量和效率脑设计的自动集合可以改善神经网络设备。"
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