Category Archive for '神經生物'

Posted by Little Ms. Happy Birthday 國中的時候有一篇課文<習慣說>,作者劉蓉的房間有一塊凹陷,他每天背書的時候都會踩過那塊凹地。有一天凹地被填補之後,劉蓉反而覺得地隆起了,花了一段時間才適應。這篇文章說的就是習慣對生活的影響,於是要養成良好的習慣云云。 本書的開始用一個醫學的案例解釋習慣的養成。尤金是一個得過腦炎的病人,幸運的從鬼門關撿回一條命,但不幸才剛剛開始。家人跟醫生很快發現尤金出現失憶的問題,對於六十歲以前的事尤金都記得,但是之後的事情包括生病住院等,卻完全不在記憶範圍。更嚴重的是尤金的記憶系統出了問題,他無法記得五分鐘前發生的事!所以他會一直重複一樣的對話,有時候會莫名的發脾氣,卻記不起生氣的原因。這對尤金本人來說非常困擾,但也頂多持續五分鐘;但是對他的家人來說這是場永無止境的災難。他的妻子必須亦步亦趨地跟在他身邊,特別是搬家之後,尤金每次出門散步都必須緊跟於旁。直到某日妻子發現尤金不見了,急著到處尋找,最後卻發現尤金自己散步回到家中!尤金怎麼可能記得散步的路徑呢?

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(Photo Courtesy: Scott Adams) 常說人類已經從有形物質商品經濟的時代,進入了無形服務、知識為主的知識經濟時代。當然在這個時代有形商品還是很重要,但服務與知識將扮演日益重要的角色,不只在「純」知識服務的創造上,也在有形商品的加值上。好比消費一隻手機,並不單純只是硬體與原物料的加工,其上的軟體與附加價值或許也會是你決定購買的重要因素。今天 Mr. Valentine’s Day 想就知識經濟時代的最重要原物料 — 人的心智運作及其生產力,閒聊一下。

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Posted By Mr. Thursday 聽到「免費」兩個字,也許多數人會想到不勞而獲、天下沒有白吃的午餐等等。然而在這個真實的世界裡,是否可能實現免費又公平的經濟模式?免費經濟是否就是共產主義?現有的經濟制度是否不好?需要大費周章地去思考怎樣子讓免費經濟合情合理地實現在這個世界上? 我個人之所以會思考這個問題,起始點是自由軟體以及分享數位內容的問題開始,當我一邊思考,一邊發現這些問題牽涉到了錢和商業,所以是個經濟問題。繼續思考下去,發現不但是經濟問題,其實是和人有關的社會制度問題。最後,更發現這其實是食物鏈問題的延伸,以及能源開發的物理問題。 也許到這邊各位讀者還無法了解,軟體開放,最後怎麼會牽涉到能源開發的問題?就讓本篇文章從這些角度,依序探討免費經濟和開放軟體,在這些層面可能會牽涉到的問題,以及個人對這些問題提出的建議解法,並論證是否因此可以合情合理的,讓免費經濟模式,出現在真實的世界裡面。 文章最後也附上三杯雞尾酒:太陽能發電原理淺介、Wnt Signaling Pathway淺介、以及Catalan Number淺介,並預祝聖誕快樂和新年快樂!

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Posted By Mr. Thursday 細胞膜是由兩層脂肪組成的,親水性朝外,懼水性朝內。也因此,細胞膜內外的分子,必須要經過細胞膜上特定的通道,由蛋白質組成的通道,才能從細胞膜外進去,或是從細胞膜內出來。不過也曾經聽過一場演講,提到細胞膜有些情況下,雙層脂肪還會旋轉,這真是太神奇了,不過今天重點是另外兩則新聞。 第一則新聞是多重抗藥性的新聞。抗藥性是指病患服用某種藥物一段時間以後,細胞產生抗藥性,也就是這個藥品,沒有辦法進入細胞膜裡面了!多重抗藥性則是其中一種藥物有抗藥性,其他相關藥物也會一起產生抗藥性。 第二則新聞則是相反的方向。是一項研究發現,有少數的人對愛滋病免疫。愛滋病是由HIV病毒所造成的,因為HIV會攻擊免疫細胞,所以造成免疫力下降,普通疾病也會讓人死亡,稱為愛滋病。但是世界上有些人卻對愛滋病 (後天免疫不全症候群) 免疫?研究發現是因為他們的免疫細胞的細胞膜,可以讓HIV病毒進不來。 因此,這兩則新聞剛好是報導相反方向的研究,不過都是為了讓細胞膜能夠進一步掌控什麼該進來,什麼該保持在細胞外面,讓人類身體可以更加健康。 接下來再稍微詳細整理一下這兩則新聞的報導。

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Posted by Mr. Thursday 恭喜新年好!今天要和各位介紹的,是有關我們天天都會使用的視覺。視覺是非常重要的,有視覺是非常幸福的一件事。在資訊科學裡面,如何讓電腦也可以看到圖片、看懂圖片,目前也仍舊是一個困難的問題,但也是可以有許多應用的問題。之前在MMDays上面的文章就曾經介紹過電腦視覺的相關應用,譬如說以圖找圖、超影像連結(hyper video link)、AdSense for video、CAPTCHA、以及無人車比賽等等。 有這麼多應用急待電腦視覺來解決,但是有些解答,或許可以從生物模型上面得到靈感。因此,這篇文章就把過去曾經介紹過的視覺路徑整理起來,從一開始的視網膜、到中繼站的LGN、到大腦皮質的第一站V1、以及之後兩條路徑裡面處理物體移動資訊的MT、和今天會新介紹的和辨識物體形狀有關的IT。最後,也會就目前未知的部分,提供一些假說作為參考。

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Posted By Mr. Thursday 從簡單的生物到人類,無論是只有幾個神經細胞的海星,或是有數億個神經細胞的大腦的人類,神經系統都讓我們不是只有活著,而是能夠產生有智慧的行為,和這個真實的外在世界互動。也因此,神經科學的一些發現,有可能對資訊科學裡面的人工智慧的問題,作出一些貢獻。之前也寫了一些神經科學一些基本的介紹,不過本篇希望可以把這些基本的觀念,用更直觀的方式和例子,再敘述一次,讓各位讀者無論背景是研究哪一方面,當看到「神經網路」的時候,可以當下在腦中浮現一些印象,即使不是專家對於神經網路的印象,卻也能夠比一般常識範圍的印象,稍微增長一些。每年多增加一些印象和了解,日積月累下來或許還是可以有可觀的知識累積,讓自己在知識的領域裡面,也多長一歲喔! 接下來就讓我們分別了解一下神經網路是什麼 (what),以及為什麼研究神經網路(why),並且有一段比較數學角度來分析神經網路,給數理背景的讀者參考,也有一段比較人文哲學角度來分析神經網路,給人文背景的讀者參考,最後有一個總結。

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Posted By Mr. Thursday 在康威生命遊戲裡面,棋盤上的每一個格子,都根據四條規則,決定下一秒鐘是否存在。在生命體裡面,尤其是在神經科學裡面,有時候也會有類似的問題。譬如說,如果我們想要知道今天這個神經網路,遇到某種刺激會產生某種反應,是因為網路連結之前可能經驗某些刺激,以及天生基因的影響,因此形成現在觀察到的神經活動。又如同想要預測這個世界每一分每一秒的活動,我們可能需要知道前一秒的世界,甚至更前一秒的世界裡面,每一個原子分子的活動,才能決定性地 (deterministically) 預測出下一秒鐘,世界會是什麼樣子。 然而就一個生命體,或著縮小範圍,一個神經網路,如果要從最初產生的時間點開始,巨細靡遺地紀錄每一秒鐘的過程,進而預測下一秒鐘這個神經網路或產生怎麼樣子的活動,在過去是非常困難的事情。主要原因是因為我們的測量技術還不夠先進。今天我們有新的技術突破,可以解決比較小規模的觀測問題,就是今天想要提到的兩項研究新聞,分別是德國海德堡的DSLM造影技術,以及加州理工學院的新造影技術。他們分別對斑馬魚 (zebrafish) 和 果蠅 (Drosophila) 的胚胎,作出了最初24小時的造影紀錄。 圖1 斑馬魚胚胎造影圖

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