改进的工具来帮助理解大脑,一次一个部分
在大脑中,数十亿的神经元相互连接,交换信息,储存记忆,对危险的反应等等。科学家们只是触及了表面最复杂的器官,但新设备自动收集组织进行分析,将让一个更快,深入探讨了大脑。
他们的方法是发表在IEEE / CAA自动化杂志》上。
“这项研究的最终目标是进一步促进大脑三维重建的速度和质量神经连接作者说:“程长,教授复杂系统管理与控制国家重点实验室,自动化研究所、中国科学院。
目前,研究人员让薄系列切片检查大脑组织或动物组织samples-smaller比人类hair-using刀具的宽度称为切片机。组织漂浮在水中,研究人员收集的部分并将其放置在硅片上与电子显微镜成像。一旦图像,数字化重构到一个3 d模型。
“大脑部分的手工收集需要运营商拥有很高的专业素养,同时也消耗了相当多的时间和精力,”Cheng说。“自然的方式克服这种限制是使用机器人使用自动化技术提高效率。”
研究人员开发了一个旋转的圆形硅晶片的切片机。大脑部分切割,旋转运动移动水部分自动遵守晶片。设备,称为自动化硅衬底ultra-microtome (ASUM),是由一个自动控制系统,检测大脑部分表面的水来提高采集效率,增加部分的数量每个晶片都可以。
“建议的ASUM可以减少操作员的收集技能要求,和干预操作员必须执行的要求不如使用现有的辅助设备,”Cheng说。“这也保证了考试的质量,电子显微镜成像的大脑部分没有繁琐的后处理操作。”
Cheng说,然而,这并不是一个完全自动化的系统,设备不能自动取代硅晶片。接下来,研究人员计划引入一个自动硅晶片更换设备,包括一个先进的控制系统。
“理解大脑的神经连接的结构有助于探索人类大脑的工作机制,以促进脑部疾病的诊断和治疗类人脑智能系统的发展,”Cheng说。“我们的终极目标是测试的质量和效率是否重建的大脑的设计可以提高神经网络的自动收集设备。"
