大腦解剖學與網(wǎng)絡
Wolfram Research的下一步努力將是讓生物學變得可計算，在這里很高興與大家分享我們最近發(fā)布的神經(jīng)科學相關的內(nèi)容。
人類神經(jīng)系統(tǒng)最中心的部分是大腦。它包含大約 1 千億個神經(jīng)元，共同來處理信息，并按功能和結構細分為特定的區(qū)域。大腦解剖學、神經(jīng)元的特征和認知圖譜被用于表示功能組織的一些關鍵特性以及我們神經(jīng)系統(tǒng)的處理能力。我們新的神經(jīng)科學內(nèi)容將帶給你大腦、神經(jīng)元和認知的事實，讓你有機會窺視這神奇的神經(jīng)科學世界。
大腦解剖學與網(wǎng)絡
大腦的基本部分，杏仁核（amygdala）是被廣泛研究的認知區(qū)域，決定你的 EQ -情商指數(shù)噢！它在情緒狀態(tài)、記憶、臉部識別和決策中發(fā)揮著積極的作用（據(jù)說杏仁核越大，你的朋友圈越大，呵呵）。杏仁核靠近腦干，接近于大腦的中心且形如其名：
杏仁核的外部連接可以用'NeuronalOutput' 屬性找到：
下面是在兩層中杏仁核外面連接的可視化：
正如簡單的網(wǎng)絡一樣，我們可以在其他網(wǎng)絡上進行額外的計算。像許多其他的生物系統(tǒng)一樣，我們的神經(jīng)系統(tǒng)可以接受正面以及負面的反饋。反饋是大腦信息處理的一個關鍵方面；它允許增加或減少傳遞的有效性，以及對由此得出的結果的微調(diào)。
找到上圖的回路并高亮顯示：
或找到包含杏仁核-前額葉皮質(zhì)的組合。前額葉皮質(zhì)在決策中起主要作用，因此杏仁核-前額葉皮質(zhì)連接在情緒體驗的調(diào)節(jié)反應中至關重要：
我們還可以識別杏仁核和脊髓之間的最低成本流量。脊髓處理來自大腦的信號并將其傳遞到身體的其他部分以激發(fā)運動反應：
還有值得注意的是，在中心神經(jīng)系統(tǒng)中除了大腦的連接，在我們的 AnatomyData 函數(shù)中還有周邊神經(jīng)支配。來自脊髓的運動指令最終會傳到外圍。
找到支配左手的神經(jīng)：
使用 AnatomyPlot3D 函數(shù)進行立體可視化：
神經(jīng)元特性
到目前為止，我們已經(jīng)看過我們神經(jīng)系統(tǒng)的宏觀圖片?，F(xiàn)在讓我們看看大腦的功能單位，神經(jīng)元。當然，我們無法表征所有數(shù)十億的神經(jīng)元，但是幾百種類型的神經(jīng)元的關鍵特征在各種哺乳動物物種中非常相似；這些會被詳細考慮。
'神經(jīng)元'實體類型可用的各種屬性可用于單類神經(jīng)元的物理、電生理和空間特征：
我們可以得到在特定大腦區(qū)域中發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)元類型的信息。例如，我們可以得到海馬神經(jīng)元的列表，這與情緒狀態(tài)、短期到長期記憶的轉(zhuǎn)換和空間記憶的形成相關聯(lián)：
收集更多的細節(jié)，神經(jīng)元集合的列表，其軸突在海馬的 CA1 神經(jīng)纖維區(qū)域分叉：
神經(jīng)元傳輸電信號以便彼此通信。它們的尖峰的物理特征和模式，被稱為動作電位，在不同的神經(jīng)元類型之間是不同的。
我們可以獲得實驗測量的海馬 CA1 錐體細胞的電生理特性：
這里我們可以可視化識別不同神經(jīng)元類型的尖峰特性：
基于涉及電壓和電流的四個微分方程，可以利用眾所周知的霍奇金（Hodgkin）和赫克斯利（Huxley）模型（A.L.Hodgkin和A.F.Huxley，1952）來模擬單個神經(jīng)元的尖峰傳播。此外，還有生物學上現(xiàn)實的計算模型，涵蓋霍奇金（Hodgkin）和赫克斯利（Huxley）的概念，旨在模擬神經(jīng)元群體中的尖峰（E.M.Izhikevich，2004）。我們可以更好地了解神經(jīng)元是如何通過對神經(jīng)元電峰進行建模并將其活動模式與實驗測量結果進行比較來激發(fā)/抑制彼此傳播信息的：
認知圖譜
在看完大腦中的微觀特征后，最后讓我們來探索大腦的宏觀執(zhí)行功能。得益于影像技術的進步，我們可以在各種認知狀態(tài)下可視化大腦的活動，因此我們可以繪制與特定認知過程相關的皮層區(qū)域。與特定功能（如記憶、決策、語言、情緒狀態(tài)、視覺感知等）相關的大腦區(qū)域可以用基于活動的功能性磁共振成像（ fMRI）分析進行表征化。
使用具有 AnatomicalFunctionalConcept 實體類型的 EntityValue 查詢，我們可以找到有關分層分類的大腦活動的更多信息：
在這里, 我們可以查找與每個腦葉相關的功能類別, 并創(chuàng)建一個簡單的皮質(zhì)圖：
我們不僅有皮層圖的抽象表示；還有基于 fMRI的大腦活動統(tǒng)計圖。
讓我們來看看我們是如何感知視覺世界的。視覺感知的一個關鍵方面是認知的子進程（概念），因為我們的大腦將我們視覺感知的臉部、地點、單詞、數(shù)字等等都用獨特的活動模式進行歸類。下圖說明了這些概念是如何分層組織的。大腦活動的一些區(qū)域被高亮了（從后方看腦部圖像）：
好, 讓我們進一步看看。視覺感知的詞、句子、臉部等會反過來影響 “語言” 和 “情感”:
我們可以確認杏仁核 (記住, 在大腦中心附近可以找到左、右杏仁核 ) 高效地影響著你的情緒。如果你想了解更多與這些內(nèi)容相關的單個模型，也可以在 3D 多邊形數(shù)據(jù)中找到并利用我們的 AnatomyData 中的 3D 大腦模型一起做進一步的計算。
這是與情感相關的大腦活動區(qū)域的 3D 圖形：
我們可以將該圖形與大腦模型結合在一起進行視覺比較（杏仁核以紅色突出顯示；此處顯示右側(cè)大腦半球以方便演示）：
了解我們的大腦是如何組織的，以及它如何協(xié)調(diào)我們神經(jīng)系統(tǒng)的過程是很奇妙的。我們知道，人類的認知還有很多需要學習，每天都有令人振奮的發(fā)現(xiàn)。隨著我們洞察力的增加，知識庫的不斷擴大，我們可以更好和更深的了解人類的神經(jīng)系統(tǒng)。
不要走開噢，我們還會發(fā)布更多與神經(jīng)科學相關的內(nèi)容！
想了解更多關于神經(jīng)科學的例子，請前往 Wolfram|Alpha 范例網(wǎng)站：
http://www.wolframalpha.com/examples/Neuroscience.html
http://www.wolframalpha.com/examples/Neurons.html
http://www.wolframalpha.com/examples/BrainAnatomy.html
http://www.wolframalpha.com/examples/AnatomicalFunctions.html
http://www.wolframalpha.com/examples/CognitiveTasks.html
