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心灵的未来 脑深部电刺激
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深部脑刺激术（DBS）已被证明是神经病学家另一个至关重要的工具。潘菲尔德医生原来使用的探针较粗。今天，这些电极可以细得像头发丝，并能抵达大脑深层的特定区域。DBS不仅允许科学家找到大脑的各个部分的功能，它也可以被用来治疗精神障碍。DBS已经证明了它对治疗帕金森氏病的价值，这种病人大脑的某些区域过度活跃，通常会使手产生无法控制的颤抖。
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最近，这些电极可以瞄准大脑的一个新区域（称为布罗德曼区25号），抑郁症患者的这个区域经常过度活跃，因此治疗和药物对他们不起作用。深部脑刺激术（DBS）使这些病人在经受了几十年的折磨和痛苦后神奇般地缓解了。
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每年，都会发现深部脑刺激术（DBS）新的用途。事实上，几乎所有的大脑的主要障碍都用这个技术和其他新的大脑扫描技术重新进行了检查。这将是一个令人兴奋的新的诊断和治疗疾病的领域。
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心灵的未来 光遗传学——照亮了大脑
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但是，也许光遗传学（optogenetics）是神经病学家的工具包里最新颖、最激动人心的仪器，它曾经被视为科幻小说。这个仪器像一根魔杖一样，将一束光线照射到大脑上，激活控制行为的某些通路。
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令人难以置信的是，引起细胞活动的光敏感基因可以通过精确手术直接植入到神经元中。然后，打出一道光束，神经元被激活。更重要的是，这使得科学家们可以激活这些通路，这样你就可以拨动开关以打开和关闭某些行为。
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光遗传学这项技术虽然只有十多年的历史，但已被证明成功地控制了某些动物的行为。打开一盏灯的开关，就可能使果蝇突然飞出，蠕虫停止扭动，小鼠疯狂地绕圈跑。对猴子的试验，甚至人体试验也开始了探讨。该技术有很大的希望将直接应用在治疗疾病上，如帕金森氏症和抑郁症。
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心灵的未来 透明的大脑
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像光遗传学一样，另一个壮观的新发展是使大脑完全透明，让神经通路完整暴露在肉眼之下。在2013年，斯坦福大学的科学家宣布，他们已经成功地让老鼠的整个大脑完全透明，并使人的部分大脑透明。该项研究是如此的出色，这令《纽约时报》的头版登出了这样的标题：“大脑像果冻一样清晰地展现，让科学家们去探索。”
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在细胞水平上，单个的细胞看上去是透明的，它所有的显微组分是充分暴露的。然而，一旦数十亿个细胞放在一起形成像大脑这样的器官后，脂类添加物（脂肪、油、蜡和不溶于水的化学物）会使器官变得不透明。这项新技术的关键在于去除脂类的同时保持神经元的完整。斯坦福大学的科学家通过将大脑放在水凝胶（凝胶状物质主要由水构成）中做到了这一点，水凝胶与所有大脑的分子结合，但不与脂质结合。通过将大脑放在有电场的肥皂溶液中，用该溶液冲洗大脑，带走脂质，留下透明的大脑。加入染料后可以使神经通路清晰可见。这将有助于识别和绘制大脑的许多神经通路。
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让组织透明不是新的方法，但要精确地得到使整个大脑透明的合适的条件则颇费心计。“我烧掉和融化了一百多个大脑，”一位在这项研究的领军科学家钟光勋（Kwanghun Chung）博士承认说。被称为克拉里蒂（Clarity，钻石净度）的这项新技术，也可以应用于其他器官（甚至多年前保存在甲醛这样的化学物质中的器官）。他已经制备出透明的肝、肺和心脏。这项新技术已开始在医学的各个领域中应用。特别是，它将加速定位大脑的神经通路，因此成为大量研究和资助的重点。
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心灵的未来 四种基本作用力
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第一代脑扫描的成功的确是惊人的。在它们引进之前，只有30个左右的大脑区域是确切知道的。现在仅磁共振成像（MRI）机就可以识别200～300个大脑区域，打开了整个大脑科学的全新领域。仅仅在过去的15年内就有了这么多的源于物理学的新扫描技术，人们不禁会问：还会有更多吗？答案是肯定的，其种类会比原来的更多更完善，但并不都是完全的新技术。这是因为支配宇宙的只有四种基本作用力：引力、电磁力、弱核力和强核力。（物理学家们曾试图找出第五种力的证据，但到目前为止，所有这样的尝试都失败了。）
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电磁力，照亮我们的城市和代表着电和磁的能量，几乎是所有新的扫描技术的源泉（唯一的例外是正电子发射断层显像［PET］扫描，它是由弱核力控制的）。因为物理学家已经有超过150年与电磁力打交道的经验，创造新的电场和磁场没有什么神秘的，所以任何新的大脑扫描技术将最有可能是一种新型的现有技术的修改，而不是全新的东西。与大多数技术一样，这些机器的尺寸和成本将下降，这大大增加了这些精密仪器的广泛使用。物理学家们正在进行基本计算，必须做些什么才能将MRI机安装到手机里。同时，这些大脑扫描面对的最根本的挑战是分辨率：空间分辨率和时间分辨率。随着磁场更加均匀，电子器件变得越来越灵敏，MRI扫描的空间分辨率会增加。目前，MRI扫描只可以看到在几分之一毫米内的点或像素。但是每一点可能包含成百上千个神经元。新的扫描技术会进一步减少这个尺寸。这种方法的最终发展会创建一个类似磁共振成像（MRI-like）的机器，能识别单个神经元和它们的连接。
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磁共振成像（MRI）机的时间分辨率也是有限的，因为它们分析的是含氧的血液在大脑中的流动。机器本身具有很好的时间分辨率，但追踪血液流动使它慢下来。在未来，其他的MRI机将能够找到与神经元的激活更直接连接的不同的物质，从而实现心理过程的实时分析。过去的15年的成功无论多么壮观，然而，它们还仅仅是对未来的尝试。
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心灵的未来 新的大脑模型
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