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实验平台

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研究方向

(一)认知与教育神经科学研究

认知与学习作为脑的基本功能之一,一直被研究者们所关注。随着认知神经科学研究方法和手段的更新,识别参与学习的神经网络机制是一个具有重要理论和应用价值的研究课题。探究如何通过教育实现最有效和最有意义的学习,是实验室当前主要关注和试图解决的核心问题。研究将从根本上改变教和学的方式方法,为优化基础和师范教育提供明确的科学依据。同时,实验室还通过多种研究技术、方法和手段的配合,力图探究师生脑间同步活动的影响因素、同步机理以及调控意义。

(二)脑智发育的多维度研究

近年来,国内学者基于多模态神经影像手段,在儿童青少年脑发育领域已取得了多项成果。本实验室对东北地区内的儿童青少年展开“环境-基因-脑-行为”相结合的长期追踪研究,搭建东北地区儿童青少年脑信息数据平台,绘制多模态标准脑模版,促进建成中国儿童青少年脑发育轨迹多维度“数据银行”。推动跨学科交叉融合,深入揭示儿童青少年脑发育、心理适应与学习能力发展规律,研发中国儿童青少年脑智发育提升方法和方案。从而在提升人口质量、优化人口素质等方面贡献其独特的卓越力量,满足基础教育和儿童青少年健康成长的重大国家战略需求。

(三)脑疾病的神经机制及干预策略研究

  以脑为代表的神经系统是人体最为复杂且最为重要的系统之一,它控制着机体器官和系统的正常功能。神经系统的异常会导致疾病的发生和发展,影响人口健康。而能够导致脑功能异常的因素包括:遗传变异、环境污染、生活压力、受教育情况、营养水平等。学院相关研究组主要针对脑疾病,如自闭症、脑瘫、癫痫、抑郁症、智力障碍、阅读障碍、多动障碍、脑肿瘤、阿尔茨海默病等进行综合研究,开展临床和康复成长大数据追踪,借助人源诱导多能干细胞重编程、CRISPR基因编辑、深度神经网络人工智能分析、转基因动物模型、二代基因测序、以及虚拟现实等技术,建立包含行为、组织、细胞和分子层面的完整的脑科学研究平台,旨在揭示遗传和环境因素对脑功能建立和运行的作用机制及相关疾病的应对策略。核心研究内容包括:(1)基于人源诱导多能干细胞重编程的脑疾病研究模型的建立和分析;(2)遗传与环境因素对脑疾病发生发展的作用机制研究;(3)基于脑疾病临床和康复成长追踪大数据的网络数据库建设和人工智能诊断;(4)以基因、细胞、神经环路和认知特征为靶向的脑疾病精准康复教育研究。