美国政府2014年启动的“人脑计划”(BRAIN Initiative)旨在找到阿尔茨海默病等神经性疾病的治疗和康复方法。北美大学联盟于2016年7月在其网站上集中报道了圣路易斯华盛顿大学医学院、麻省理工学院、纽约大学等成员高校在此计划上的相关最新突出进展。
       一、最新人类大脑皮层图谱
       2016年7月，圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员宣布绘制出了最新的人类大脑皮层图谱。其中，皮层是大脑最外层的神经组织，就像一张揉皱的纸一样将大脑的其余部分包裹住，它在感官知觉、注意力以及语言、使用工具和抽象思维等人类的特有功能中发挥着重要作用。研究者利用核磁共振扫描210名健康成年男女大脑的静息状态以及大脑执行简单任务(如听故事)时的状态，在测量大脑皮层厚度的同时还测量了神经元电缆周围的绝缘程度，最终基于物理差异(如皮层厚度)、功能特性(如哪些区域对语言刺激产生反应)和大脑各区域连接上的差异，将左脑半球和右脑半球都划分为180个区域。这幅新图谱上极其详尽地标明了大脑的各种特征，将为研究自闭症、精神分裂症、阿尔茨海默病和癫痫等大脑疾病的研究人员带来福音，他们将可以利用这幅新图谱来了解患有这些疾病的病人的大脑与健康成年人的大脑之间的差异。这幅新图谱将加快揭示健康大脑工作机制的研究，并阐明人类之所以成为一个独特物种的原因所在。研究人员表示，这幅新图谱所标出的区域数量并不一定是最终的数量，随着数据和技术的完善，有些皮层部分还有进一步细分的可能性。
       二、找回丢失的记忆
       在阿尔茨海默病的早期，患者往往无法记住近期的经历。但是，最新研究表明，这些记忆仍然储存在大脑中，只是无法轻易地访问它们。麻省理工学院的神经学家在《自然》发表的报告中提到，处于阿尔茨海默病早期的老鼠能够与正常老鼠一样形成新记忆，但在数天后便无法记起。与此同时，研究人员利用光遗传学的方法，刺激内嗅皮层与海马体之间新的连接人为地再次激活了那些记忆，表明这些记忆在一些帮助下仍是可以恢复的。但如果所刺激的内嗅皮层面积过大，这一方法则并不奏效，这说明未来针对人类病人的治疗可能必须要有很大的定向针对性。虽然光遗传学目前无法在人类身上运用，但这些研究结果提出了一种可能：在未来可以开发出一些治疗方法来逆转早期阿尔茨海默病的记忆丧失。该项目主任利根川进称，未来可能能够开发出某种技术，更加精准地激活或钝化大脑内的深层次细胞，如海马体或内嗅皮层。在这一项目中所进行的基础研究提供了有关靶向细胞群的信息，这对于未来的治疗和技术至关重要。
       三、中风患者恢复的智能疗法
       中风患者通常要经历一段时间重新学习因病失去的基本技能，纽约大学坦登工学院的学生团队研究出一项技术，可运用智能手机来改善这一艰巨的机械重复过程。这项技术整合了智能手机的中风康复器械，相比过去的传统治疗方法有了显著改善。该技术的核心是可穿戴的机电一体化设备：一件用来测量手臂定位的短上衣，一只用来测量腕部和手指定位以及手指关节角度的手套，还有一个用贴合手部的材料制成的手指训练器。通过智能手机将这些设备进行连接，当患者根据医生或理疗师的指令进行一项锻炼时，微型控制器对活动进行量化(如测量握力)，并通过智能手机同时向患者和医生显示该信息。这样，患者不再盲目地重复练习，而是投入到一个虚拟化场景中，可以在观察未受疾病影响的一侧肢体的活动表现的同时，用患病的另一侧肢体进行模仿。在诊所进行康复会使患者对护理人员和理疗师产生依赖，但利用这项智能手机技术，中风患者能够在自己家中进行康复训练，既提高了他们的康复信念，也激发了他们坚持康复活动的动力。微型控制器便于携带，可以直接穿戴在衣服上，身体康复练习能够与患者的日常活动无缝融合，不再是一项令人生厌的任务。此外，售价不到1000美元的微型控制器所提供的测量结果与现有的8倍于其价格的研究设备所提供的测量结果基本相同，因此具有较高的性价比。
       四、脑损伤的监测
       随着公众越来越多地意识到足球、脑震荡与长期脑损伤之间的联系，密歇根州立大学的研究人员开始着手探索防止足球运动员进一步受到脑损伤的办法。经过了200多个模型的试验后，研究人员的成果是：在一条束发带上装配数个急救绷带大小的可拆卸条板，这些条板分布在两边和前部(运动员最有可能发生高强度冲击的部位)，侦测并区分足球运动员在训练和比赛中所受到的不同程度的冲击。条板上装配有感应材料，能够根据撞击力度的大小产生不同的显示。例如，当运动员佩戴的发带中的条板感应到轻度力量冲击时，就能够看到环形物显示出来;遇到更加强劲的冲击时，环形物变得更加明显;当冲击水平再高一些时，环状物中间的星星就会呈现出来。这些条板虽然并不能具体确认运动员什么时候遭受了脑震荡，但它们能够帮助站在场外的教练了解运动员是否发生了脑部冲击以及所遭受冲击的程度和部位，这些信息对进一步的检查会有所帮助。
       五、探寻人类心理的奥秘
       所谓的心理“不平衡”是有原因的。在某种程度上，心智健康就是大脑中各个区域的化学物质以一种错综复杂的矩阵模型组合在一起并保持舒缓而平稳的状态。有许多种影响神经系统的化学物质与心智健康有关，如5-羟色胺(血管收缩素，又名血清素)，其作用比较微妙，广泛存在于哺乳动物组织中，特别在大脑皮层质及神经突触内含量很高，它也是一种抑制性神经递质，还能够对多巴胺的影响起到抵消的作用。这些化学物质与其他物质一起构成神经传递质，帮助调节大脑中至少11个区域的活动，其中包括工作记忆这一活动。在精神分裂症中，这一矩阵模型发生了严重的震荡，使心智衰弱，引发幻觉。幻觉虽然是精神分裂症最为明显且普遍的症状，但该疾病所导致的工作记忆损伤对患者具有更大的杀伤力。如今，佐治亚理工学院的研究人员已经创建了该矩阵的互动模型，并加快了精神分裂症的研究和治疗。该研究利用大量研究数据来模拟精神分裂症患者脑部的主要系统性化学变化，然后采用简单的、色彩鲜明的图形对这些变化进行描述。临床医生可以利用这些互动模型来帮助患者和他们的亲人增强对该疾病的认知，寻求更适合的治疗方案。不久的将来，研究人员可以利用这些模型加深对该疾病的了解。该研究成果公开发表在《生物化学与生物物理学报》上。