计算机在神经科学中的应用

计算机在神经科学中的应用

随着21世纪的到来，计算机已经逐渐走入人们的日常生活当中，越来越多的人了解计算机，熟知计算机的使用原理。而计算机不仅仅被运用在人们的生活当中，在很多科学研究领域当中，计算机已经做出了非常多的贡献。神经科学在当今社会分属于生命科学，人们研究神经科学，从而使自身更加了解人体生命的演变。文章主要研究了计算机在神经科学中的应用。本文从神经科学的释义角度出发，深入分析了计算机在神经科学中的具体应用实践，希望能够充分发挥计算机在神经科学当中的作用。

【关键词】计算机CLSM 神经科学应用

计算机技术被运用到神经科学的研究当中，从而使研究人员对神经科学的研究数据了解更加清晰透彻，也使医疗人员从计算机的角度更加精准的判断出神经方面的疾病。计算机常见的应用主要是与激光共聚焦显微镜的配合。该种显微镜被简称为CLSM，是一种荧光成像技术，并配以计算机的图像处理技术，二者之间的结合能够使医生以及研究人员更加清晰的探测神经细胞组织的变化，并且实现神经科学研究的现代化。

1 神经科学释义

所谓的神经科学指的是在医学领域中对神经系统的研究，人们需要了解神经系统的结构以及其功能。部分学者专门研究了神经系统的发育状况，还将其列入到遗传学以及生物学等领域当中。在生理学、病理学甚至是药理学中也涉及到了神经科学的相关内容。神经科学的研究是人类在研究人脑的过程中一个跨领域的范畴，其中涉及到了分子、细胞、神经组织以及神经系统等多个方面的知识。人类对于神经科学的最高研究是从认知科学的角度来分析认知神经科学，并且将该方面的专家成为认知心理学家。很多研究人员都认为认知神经科学能够为人类对思维的研究提供数据，并且认为认知神经科学的研究能够代替心理学。从1969年开始，人们成立了研究神经科学的学会，但在这之前，人类就已经开始了对人类大脑的研究，并且从遗传等角度对神经学进行了系统的考虑和探讨。传统神经科学只是生物科学中一个细小的分支，但当人们发现神经科学可以涉及到很多个领域以后，将其单独列为一个学科。专家们认为，神经科学的研究是人类最为伟大的研究课题之一，其能够带给人们非常大的挑战性。从21世纪以来，人们对于神经科学的研究已经不再像从前那样热衷，而是将精力都转向了生命科学，但神经生物学却作为生命科学的一个分支被列入到了重点研究的行列之中。人类已经进入到了计算机的时代，为了解开更多神经科学中的未解之谜，人类将计算机运用到神经科学当

中，充分发挥计算机在神经科学当中的作用，以此来推动神经科学的进步。

2 计算机在神经科学中的应用

2.1 计算机在神经细胞内物质测定方面的应用

研究神经科学的研究人员在观察细胞的行传以及面积等参数的过程中会采用CLSM，并使其与计算机进行配合，完成对细胞的物理化学参数的自动测定。当该种显微镜对细胞的例子以及DNA等物质测量完成以后，研究人员就能够根据细胞分布的结构组织来对其进行定性和定量，从而完成细胞功能方面的研究。细胞中含有很多物质，其中离子的成分居多。而当细胞中的离子浓度发生变化就会影响细胞的变化。而钙离子也是细胞中离子的一部分，钙离子能够参与各种生命活动。如果细胞凋亡，钙离子的浓度就会发生变化。研究人员利用计算机对细胞中的离子进行了测定，观察钙离子等离子的数量以及形态。当CLSM在计算机当中形成二维或者是三维的图像，神经细胞经过外界的刺激以后，就会增加活动的频率，而研究人员也能够从计算机中观察到细胞的变化情况。计算机还将运用于细胞内物质测定时的计算。研究人员对神经细胞的内物质进行测定将会出现大量的数据，而这些数据如果只凭借研究人员的计算会耗费很多时间，而且这种人工计算方式本身就会存在失误。但是，如果将这些数据传输到计算机中，充分利用计算机本身所具有的强大计

算能力，不仅能够使计算的结果更为准确，还能够帮助研究人员准确判断细胞内部的所发生的变化。

2.2 计算机在神经干细胞测定方面的应用

计算机也被应用到神经干细胞的测定当中。医生采用激光共聚焦显微镜来观察神经干细胞，将其提炼到体外进行研究。采用CLSM来配合激光，瞬间完成神经细胞膜的穿透，从而使细胞进行融合。而在手术的过程中，以计算机为依托的CLSM将配合医生的手术，做细胞的外科切除手术。部分医生在观察神经纤维的过程中也会使用计算机，从CLSM中形成的影像被传输到计算机当中，医生从计算机的屏幕中观察细胞纤维的动态，并且观察整个髓鞘的变异数据，并对其进行分析。计算机在神经干细胞测定中的使用能够很大程度的提高研究人员对神经细胞的研究分辨率，使细胞纤维的动向被放大，能够显示出更加清晰的影像。

2.3 计算机在中枢神经系统诊断方面的应用

激光共聚焦显微镜是中枢神经系统诊断过程中常用的

器材之一，该种显微镜的应用能够避免检查种树神经疾病时出现的病理假象。而该种显微镜在检查中枢神经病症的过程中正式通过对神经轴的观察，使其在计算机当中形成三维结构，以此使医生更加清晰的观察到神经组织当中初选的病变。我国一些学者在研究计算机在神经疾病方面的应用过程中，采用CLSM与计算机结合的方式来进行分析，以此来发

现存在于人体神经方面的疾病，有助于相关研究人员深入的研究。

3 结论

总而言之，通过对计算机的应用，研究人员和医生不仅能够有效解决在神经医学方面的难题，还能够降低由于人工计算和操作等方面所存在的失误，从而促进神经医学更加良好的发展。此外，随着计算机软件的不断开发，其在神经学科方面的应用将更加广泛，发挥更加重要的作用，具有广阔的发展前景。

参考文献

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作者单位

西安市铁一中学陕西省西安市710054