屏幕上的公式与脑图不断切换。
“在这里,拓扑结构很重要。”Reyes的语气坚定。
“我们发现突触重新布线遵循拓扑稳态原则:当局部连接变得过于密集时,远程抑制链接会自发地增加,从而保持网络熵。
他停顿了一下,指着幻灯片右下角那串方程:“简而言之,我们正试图用数学方法捕捉稳定是如何从混乱中产生的。”
“认知可能只是平衡的几何学。”
一句话落下,整个会场寂静片刻。这种把思维用公式刻画的震撼让不少年轻的研究者陷入沉思。
半个小时后,演讲结束。
主持人微笑着上台:“感谢Reyes教授。现在进入提问与讨论环节。”
前排,一位银发的外籍学者举起手。
“ProfessorReyes,你的模型假设了多个时间尺度上的时间稳定性。但真正的突触传递是高度随机的。如何验证流形结构真正反映的是神经动力学,而不是统计平滑?”
Reyes微微一笑,立刻回应:“Ecellentpoint.我们确实考虑了随机变异性。这就是为什么我们引入了Fokker—Planckdynacs。它使我们能够从概率上仿真突触权重更新的漂移扩散过程。”
银发学者点头,又补了一句:“所以从本质上讲,你把认知看作一个非平衡系统?”
Reyes举起手中的激光笔,笑着说:“正是如此。认知永远不会处于平衡状态”
O
“谢谢。”
银发学者坐下,全场掌声再次响起。
很快,第三位演讲者登台。
【InstituteofNeuralSyste, TsinghuaUniversity】
【Topic: Multi—Scale Neural Degeneration Modeling in Alzheir“s
Disease】
柳妙舞与范林同时抬起头。
范林嘴角扬起一抹笑意:“师妹,是咱们导师。”
张文华教授是他们当年的导师,如今是清北神经工程与智能医学院的院长。
他研究的方向是将阿尔兹海默症作为神经退行性疾病的一个模型,用于验证脑网络的整体衰变机制。
张教授站在讲台前,语气沉稳:“阿尔茨海默病不仅关乎斑块和缠结,它本质上是神经网络的崩溃。神经元局部死亡,认知功能却全面崩溃。
他指向幻灯片,上面是一张三维脑网络衰退图。红色表示高连接区,灰色为失活局域。
“我们采用图论方法仿真了退化过程。每个神经元映射一个节点,每个突触连接映射一条边。随着时间推移,B—淀粉样蛋白的积累会诱发选择性边删除一拓扑结构由此演变为碎片化晶格。”
他顿了顿,点击幻灯片。
“但更有趣的是补偿机制。通过功能性磁共振成像数据与计算建模,我们发现了拓扑重构的证据。当某些子网络衰减时,另一些子网络会增强以维持效率。”
范林侧头对着柳妙舞说道:“老师提出的adaptive topology hypothesis?在神经网络建模里很有影响力。还记得当时我们熬夜跟着导师做这个实验吗?”
“恩,每次都熬到一两点钟。但是这个模型还不够完善。”柳妙舞摇摇头。
“试验室缺你这样的人才。”范林苦笑,“我带的这帮学生,到现在只摸到了个门坎。比咱俩当时差远了。”
台上,张教授继续说道:“我们现正将此与细胞尺度模型相结合,将小胶质细胞激活与钙稳态集成到网络级方程中。”
“此处,CCC表示钙浓度,AAA代表淀粉样蛋白负荷。扩散项反映..”
他切换到下一页幻灯片,图表上出现了多组仿真曲线和脑区映射图。
“我们使用了多尺度耦合模型,将细胞水平的钙稳态方程与宏观神经网络拓扑结合。通过MRI与体外成像数据,我们验证了模型在早期阿尔茨海默阶段的预测能力。蓝色局域为模型预测退化区,红色局域为真实影象标记,可以看到两者高度重合。”
张文华继续说道:“当然,这个模型还有局限。目前我们还无法完全解释tau蛋白与钙离子失衡之间的动态反馈,我们团队正在进行联合建模。”
又过了几分钟,演讲接近尾声。张文华合上讲稿,笑着结束:“科学研究是一场不断修正的旅程,谢谢大家。”
掌声缓缓响起。
主持人上台:“现在进入提问环节。”
几秒的沉默后,台下无人举手。
范林看了一眼自己沉默的学生们,皱眉道:“你们几个人一点问题也提不出来吗?”