王榕

隨著21世紀的到來，計算機已經(jīng)逐漸走入人們的日常生活當中，越來越多的人了解計算機，熟知計算機的使用原理。而計算機不僅僅被運用在人們的生活當中，在很多科學研究領域當中，計算機已經(jīng)做出了非常多的貢獻。神經(jīng)科學在當今社會分屬于生命科學，人們研究神經(jīng)科學，從而使自身更加了解人體生命的演變。文章主要研究了計算機在神經(jīng)科學中的應用。本文從神經(jīng)科學的釋義角度出發(fā)，深入分析了計算機在神經(jīng)科學中的具體應用實踐，希望能夠充分發(fā)揮計算機在神經(jīng)科學當中的作用。

【關鍵詞】計算機 CLSM 神經(jīng)科學 應用

計算機技術被運用到神經(jīng)科學的研究當中，從而使研究人員對神經(jīng)科學的研究數(shù)據(jù)了解更加清晰透徹，也使醫(yī)療人員從計算機的角度更加精準的判斷出神經(jīng)方面的疾病。計算機常見的應用主要是與激光共聚焦顯微鏡的配合。該種顯微鏡被簡稱為CLSM，是一種熒光成像技術，并配以計算機的圖像處理技術，二者之間的結合能夠使醫(yī)生以及研究人員更加清晰的探測神經(jīng)細胞組織的變化，并且實現(xiàn)神經(jīng)科學研究的現(xiàn)代化。

1 神經(jīng)科學釋義

所謂的神經(jīng)科學指的是在醫(yī)學領域中對神經(jīng)系統(tǒng)的研究，人們需要了解神經(jīng)系統(tǒng)的結構以及其功能。部分學者專門研究了神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育狀況，還將其列入到遺傳學以及生物學等領域當中。在生理學、病理學甚至是藥理學中也涉及到了神經(jīng)科學的相關內(nèi)容。神經(jīng)科學的研究是人類在研究人腦的過程中一個跨領域的范疇，其中涉及到了分子、細胞、神經(jīng)組織以及神經(jīng)系統(tǒng)等多個方面的知識。人類對于神經(jīng)科學的最高研究是從認知科學的角度來分析認知神經(jīng)科學，并且將該方面的專家成為認知心理學家。很多研究人員都認為認知神經(jīng)科學能夠為人類對思維的研究提供數(shù)據(jù)，并且認為認知神經(jīng)科學的研究能夠代替心理學。從1969年開始，人們成立了研究神經(jīng)科學的學會，但在這之前，人類就已經(jīng)開始了對人類大腦的研究，并且從遺傳等角度對神經(jīng)學進行了系統(tǒng)的考慮和探討。傳統(tǒng)神經(jīng)科學只是生物科學中一個細小的分支，但當人們發(fā)現(xiàn)神經(jīng)科學可以涉及到很多個領域以后，將其單獨列為一個學科。專家們認為，神經(jīng)科學的研究是人類最為偉大的研究課題之一，其能夠帶給人們非常大的挑戰(zhàn)性。從21世紀以來，人們對于神經(jīng)科學的研究已經(jīng)不再像從前那樣熱衷，而是將精力都轉(zhuǎn)向了生命科學，但神經(jīng)生物學卻作為生命科學的一個分支被列入到了重點研究的行列之中。人類已經(jīng)進入到了計算機的時代，為了解開更多神經(jīng)科學中的未解之謎，人類將計算機運用到神經(jīng)科學當中，充分發(fā)揮計算機在神經(jīng)科學當中的作用，以此來推動神經(jīng)科學的進步。

2 計算機在神經(jīng)科學中的應用

2.1 計算機在神經(jīng)細胞內(nèi)物質(zhì)測定方面的應用

研究神經(jīng)科學的研究人員在觀察細胞的行傳以及面積等參數(shù)的過程中會采用CLSM，并使其與計算機進行配合，完成對細胞的物理化學參數(shù)的自動測定。當該種顯微鏡對細胞的例子以及DNA等物質(zhì)測量完成以后，研究人員就能夠根據(jù)細胞分布的結構組織來對其進行定性和定量，從而完成細胞功能方面的研究。細胞中含有很多物質(zhì)，其中離子的成分居多。而當細胞中的離子濃度發(fā)生變化就會影響細胞的變化。而鈣離子也是細胞中離子的一部分，鈣離子能夠參與各種生命活動。如果細胞凋亡，鈣離子的濃度就會發(fā)生變化。研究人員利用計算機對細胞中的離子進行了測定，觀察鈣離子等離子的數(shù)量以及形態(tài)。當CLSM在計算機當中形成二維或者是三維的圖像，神經(jīng)細胞經(jīng)過外界的刺激以后，就會增加活動的頻率，而研究人員也能夠從計算機中觀察到細胞的變化情況。計算機還將運用于細胞內(nèi)物質(zhì)測定時的計算。研究人員對神經(jīng)細胞的內(nèi)物質(zhì)進行測定將會出現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)如果只憑借研究人員的計算會耗費很多時間，而且這種人工計算方式本身就會存在失誤。但是，如果將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中，充分利用計算機本身所具有的強大計算能力，不僅能夠使計算的結果更為準確，還能夠幫助研究人員準確判斷細胞內(nèi)部的所發(fā)生的變化。

2.2 計算機在神經(jīng)干細胞測定方面的應用

計算機也被應用到神經(jīng)干細胞的測定當中。醫(yī)生采用激光共聚焦顯微鏡來觀察神經(jīng)干細胞，將其提煉到體外進行研究。采用CLSM來配合激光，瞬間完成神經(jīng)細胞膜的穿透，從而使細胞進行融合。而在手術的過程中，以計算機為依托的CLSM將配合醫(yī)生的手術，做細胞的外科切除手術。部分醫(yī)生在觀察神經(jīng)纖維的過程中也會使用計算機，從CLSM中形成的影像被傳輸?shù)接嬎銠C當中，醫(yī)生從計算機的屏幕中觀察細胞纖維的動態(tài)，并且觀察整個髓鞘的變異數(shù)據(jù)，并對其進行分析。計算機在神經(jīng)干細胞測定中的使用能夠很大程度的提高研究人員對神經(jīng)細胞的研究分辨率，使細胞纖維的動向被放大，能夠顯示出更加清晰的影像。

2.3 計算機在中樞神經(jīng)系統(tǒng)診斷方面的應用

激光共聚焦顯微鏡是中樞神經(jīng)系統(tǒng)診斷過程中常用的器材之一，該種顯微鏡的應用能夠避免檢查種樹神經(jīng)疾病時出現(xiàn)的病理假象。而該種顯微鏡在檢查中樞神經(jīng)病癥的過程中正式通過對神經(jīng)軸的觀察，使其在計算機當中形成三維結構，以此使醫(yī)生更加清晰的觀察到神經(jīng)組織當中初選的病變。我國一些學者在研究計算機在神經(jīng)疾病方面的應用過程中，采用CLSM與計算機結合的方式來進行分析，以此來發(fā)現(xiàn)存在于人體神經(jīng)方面的疾病，有助于相關研究人員深入的研究。

3 結論

總而言之，通過對計算機的應用，研究人員和醫(yī)生不僅能夠有效解決在神經(jīng)醫(yī)學方面的難題，還能夠降低由于人工計算和操作等方面所存在的失誤，從而促進神經(jīng)醫(yī)學更加良好的發(fā)展。此外，隨著計算機軟件的不斷開發(fā)，其在神經(jīng)學科方面的應用將更加廣泛，發(fā)揮更加重要的作用，具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻

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作者單位

西安市鐵一中學 陜西省西安市 710054