简介:
陈晓冬博士在中国科学院神经科学研究所师从美国科学院院士蒲慕明博士和美国加州大学伯克利分校Dr. Yang Dan博士,于2008年获得神经生物学方向博士学位。2008-2009年期间在中国科学院神经科学研究所蒲慕明博士的实验室担任助理研究员工作。2009-2012年和2012-2014年期间分别在美国华盛顿大学和贝勒医学院,美国科学院院士Dora E. Angelaki博士实验室进行博士后研究工作。于2014年2月加入浙江大学系统神经与认知科学研究所。
现代脑科学研究在现实场景中的应用,终于开始变得日益显著起来,例如,人工智能、脑机接口,自动驾驶等等领域。本实验室致力于研究其中的两个基本问题:
1. 人类是如何实现自我的运动感知和运动控制的?研究发现,大脑的海马体和内嗅皮层内存在着“位置细胞”、“网格细胞”、“方向细胞”,这些细胞的功能综合起来,相当于在大脑内安装了一个“内置GPS(全球定位系统)系统”,实时提供我们在环境中的位置信息。而且,在大脑的后顶叶皮层(感觉运动联络皮层)和运动皮层内的神经元,通过整合输入的前庭信号和视觉信号,实时感知自身的运动状态(姿态、方向、速度、加速度等),并做出相应的调整。但是,如何通过分析单个/群体神经元的反应信号来解码运动控制,并揭示神经元环路水平的机制机制,是目前需要解决的问题。
2. 人类是如何进行物体识别的?虽然与计算机图像识别相比较,人类在准确度和智能化方面的优势仍然是后者无法比拟的,但是,我们对物体识别的神经机制还是知之甚少。研究发现,视觉信息在大脑皮层内被逐级处理,初级视皮层(V1、V2、V4)神经元只对朝向、边界等简单的图形/图像特征反应,颞叶皮层神经元开始对脸部等复杂的刺激具有专一的反应,但是其背后的神经机制,目前还远不清楚。
我们将综合运用多学科交叉的方法和技术,从多层面多角度来研究这些问题。通过行为学特征、fMRI、EEG获得全脑的功能特征;通过光学成像、多通道电生理记录、局部电刺激、光遗传技术、定向失活等方法研究皮层神经元的反应特性;根据所获得数据信息建立数学模型来解码特定的功能。本实验室将会根据研究的需要开发相关的软件和硬件,来辅助实验的开展,例如新的微电极整列,新的数据采集设备和软件。我们目前已经开发出一套实验用的虚拟现实技术平台,可以被用来研究运动感知的各种相关问题;新式的脸部刺激,研究物体识别。通过这些研究,我们希望能够弄清楚这些功能背后的神经机制,成果可以被用于人工智能、脑机接口、相关神经疾病的诊疗等领域。我们欢迎对于脑科学研究感兴趣的、各个学科的同学、同事加入我们。
科研团队: