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2.结果
2.1问卷调查结果
我们对实验班的班级学生发放调查问卷,一共发放61份,实际收回61份,收回率为100%。根据对调查问卷的统计分析,结果表明大部分学生认为PBL结合多媒体技术教学法有助于神经系统解剖学教学。
2.2成绩比较及分析
在简答题、论述题和总成绩的得分两组均有显著性差异(P<0.05)。而在单项选择题、多项选择题和名词解释题的得分两组没有显著性差异(P=0.965、0.602、0.448)。实验班中,总成绩不及格者仅占9.84%(6/61),总成绩优秀者(≥80分)占4.92%(3/61)。而在对照班中,总成绩不及格者占29.03%(18/62),总成绩优秀者(≥80分)占0.00%(0/62)。
3.讨论
通过对2013级临床医学专业部分班级的系统解剖学的神经系统部分采用PBL结合多媒体技术教学法表明,PBL与多媒体技术相结合的教学法明显优于传统教学法。因此我们认为在神经系统解剖学教学中积极开展PBL结合多媒体技术教学法具有积极意义。
3.1PBL教学法的优点
PBL教学法是一种以问题为核心,通过启发式、自学式和交互讨论式教学,这种教学模式可以充分调动了学生学习的积极性和主观能动性;同时这种教学模式既培养了学生的独立思考问题和分析及解决问题的能力,培养了学生的创造性思维。在课堂的发言过程中,为学生提供一个自由发挥的空间,学生积极思维,大胆发言,互相提问,除了锻炼了语言表达能力及综合分析能力,同时也培养了学生团结友爱,相互学习和相互合作的精神,从而使学生综合能力得到全面的提高。教学过程中,不但学生的各方面能力得到了提高,同时作为教师在整个过程中也得到提高。教师在课前充分准备,查阅各种文献、书籍以及相关的临床资料,精心挑选有讨论价值的病案,教师的理论水平得到提高。在组织学生讨论的过程中,通过总结学生对所学知识的理解掌握的程度,对日后的教学工作有借鉴作用,同时教师驾驭课堂能力也得到提高。
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国解剖学会
出版周期:双月刊
出版地址:上海市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1001-1633
国内刊号:31-1285/R
邮发代号:4-380
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1964
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
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中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
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期刊简介
【中图分类号】R245【文献标识码】A
【文章编号】2095-6851(2014)05-0049-02
针灸医家总结出 “四总穴歌”,即“肚腹三里留,腰背委中求,头项寻列缺,面口合谷收”的针灸诊疗规律。而“面口合谷收”,就是面口的疾病可以通过针刺合谷穴来治疗。现笔者进行综合,从中西医方面将“面口合谷收”机理现有成果加以整理和完善。
1机理阐述
11“面口合谷收”的经络学说内容
合谷穴是手阳明大肠经的原穴,其定位是在手背,第1、2掌骨之间,约相当于第2掌骨桡侧之中点。“面口合谷收”是指合谷穴对面口疾患有重要的治疗作用,腧穴的主治特点包括近治作用、远治作用和特殊作用。合谷穴治疗面口疾病是其远治作用,即“经脉所过,主治所及”。手阳明大肠经属大肠,络肺,入下齿中,夹口、鼻。因此“面口合谷收”与经络学说的内容相符合。
12合谷穴与口面部的解剖学基础
《正常人体解剖学》[1]中合谷穴的结构:①皮肤。由桡神经浅支分布。②皮下组织。内有数条外侧皮神经通过,均为桡神经浅支分出的皮支。③第一骨间背侧肌。该肌由尺神经深支支配。④拇收肌。由尺神经深支支配。⑤针斜刺背侧为拇长伸肌腱,由桡神经的分支骨间后神经支配,针斜刺掌侧为拇收肌,由尺神经深支支配。十五教材《神经解剖学》[2]中,尺神经源于臂丛的C8~T1,桡神经源于臂丛C5~T1,即合谷穴神经源于臂丛神经。而口面颊部无论是运动还是感觉神经都为颅神经所支配。
13合谷穴、面口部与大脑中枢的联系
魏海峰[3]等采用了美国ESI-128脑电成像系统,发现了在针刺合谷时,除相应的对侧体感区外,大脑皮层也会产生反应,说明针刺合谷穴在大脑皮层能引起复杂的反应。
陈淑莉通过用生物素标记[4]可发现合谷穴区的初级传入纤维主要止于颈髓;而来自口面部的初级传入纤维主要止于同侧三叉神经脊束核。fos蛋白表达也证明合谷穴和口面部均可影响到颈脊髓背角等结构的神经元。证明合谷穴和口面部均与孤束核有着直接或间接的纤维联系。
陈凤英[5]和韩俊洲[6]分别用针灸方法针刺健康者和面瘫患者的合谷穴,结果据发现在中央前回有信号增高,而后者的信号增高范围比前者更广,考虑为在病理状态下合谷穴具有更显著的疗效,这进一步印证了“面口合谷收”在大脑的联系。
14针刺合谷穴对面部温度的影响
李顺月等人[7]运用医学红外热像技术,观察了健康成年人针刺合谷穴前后面部温度的变化,发现针刺合谷穴主要能使鼻区的温度产生变化,这与经络学说的内容不谋而合。而人体体表的温度也产生了变化,这可能与针刺后面部的交感神经抑制引起的。
2主治五官疾病的经络机理及临床运用
合谷穴主治五官疾病的机理可用 “经脉所过,主治所及”一句话来概括。由于手阳明大肠经上头面, 所以手阳明大肠经的原穴合谷可治疗手阳明大肠经所及的颊、咽喉、下齿、口、鼻等病, 属于循经远取法 [8]。
合谷为治疗眼病特效穴。合谷适用治疗发病急、邪在表的眼痛。《针灸学》中用于治疗目赤肿痛、麦粒肿等。常配伍局部穴位精明穴、太阳穴宣泄患部郁热。还可取远端穴位光明。
可用合谷来治疗鼻部疾患。常与合谷穴远近结合,以清泻大肠经热邪。也可与列缺表里经配穴来清泻肺热。再取局部穴位如印堂穴、通天穴。
合谷穴也可治疗咽喉病。手阳明经与咽喉部有直接联系,且肺与大肠相表里,咽喉为肺胃之门户,依据“同名经穴,治同名经病”的原理,泻合谷能清肺胃之热。临床常与曲池、少商(肺经之井穴)、内庭(脾经之井穴)等配合。
合谷穴为治疗牙痛之要穴。合谷为远部取穴,可配局部穴位大迎、颊车、下关穴。
顾氏[9]用“四关”穴通过泻发操作治疗厥阴头痛效果显著,“四关”穴还是治疗高血压头痛的常用穴位[10]。
3总结
“面口合谷收”一直是指导临床实践的准则之一,根据现代解剖学、神经学及红外热像、脑功能磁共振、脑电成像、生物素标记及Fos蛋白表达等现代技术能表现出合谷穴与面口部的联系,为临床治疗提供了更清晰的方向。
参考文献
[1]严振国,杨茂有正常人体解剖学[M]北京:中国中医药出版社,2010:296
[2]白丽敏神经解剖学[M]北京:中国中医药出版社,2003:45
[3]魏海峰,孔健,尚红燕,等电针左合谷穴体感诱发电位17~60 ms成分时-空衍变规律的研究[J]针刺研究,2000,25(2):112-116
[4]陈淑莉,晋志高,景向红,等电针“合谷”和“四白”穴对大鼠孤束核胃相关神经元电活动的影响[J]针刺研究,2006,31(1):46-49
[5]陈凤英手法针灸合谷穴脑功能磁共振研究[D]厦门:汕头大学医学院硕士学位论文, 2007: 19-21
[6]韩俊洲,徐海波,唐宏图,等电针周围性面瘫患者合谷穴的功能磁共振成像研究[J]中国医学影像技术,2008,24(3):336-340
[7]李顺月,张栋,王淑友,等针刺合谷穴对正常人面部温度的影响[J]中国针灸,2009,29(增刊):57-59
药学心理学必须掌握相关专业药学知识外,还包括神经病学,精神病学,心理障碍,药物滥用,儿科及老年心理学等方面的专业知识。药学心理学专业的课程包括6个领域:神经药理学,毒理学,社会行为药学,包括研究和诊断中所应用的评估方法,药代动力学,药物化学和药剂学。这些涉及到3大知识体系。心理学药师必须对神经系统解剖学,病理生理学,生物化学等专业知识有所了解,必须掌握神经解剖学,神经生理学以及神经药理学知识。
1.2物理学和化学知识
一些心理疾病的评估技术和物理疗法需要物理学的先进知识和实践,包括神经递质及其代谢产地的测量,受体结合的鉴定,疾病状态的体表标志,脑波记录,大脑成像技术和电惊厥的技术等也是心理学药师必须熟练掌握的知识。另外,还必须掌握有机化学和药物化学的知识。
1.3行为科学行为科学知识
对药学心理学的实践是非常必要的。它包括药物治疗技术,环境和心理社会压力,心理学测试等知识及在诊断疾病和评估效果时采用的评价方法等。同时,对心理学药师来说沟通也是非常必要的,因为他们必须把药物信息传递给患者和其他专业人员,提高患者的认知,减少患者用药时的抵制心理,提高患者对药物治疗的依从性,从而增加药物治疗的有效性。
2心理学药师的专业能力构成
作为一名心理学药师必须具有全面的专业知识,交流沟通能力以及综合技能。包括:①根据基础药学知识,如精神药理学,药动学,药效学等,制定合理的治疗方案和判定治疗结果的能力。②获取及传递患者的医疗数据有效信息的技能。③使用计算机检索工具,获得新知识信息的能力。④分析和评价药学文献的能力,确定其合理性。⑤评估患者身体状况的能力。⑥有效沟通的能力。⑦能熟悉与临床研究有关的法律和伦理学问题的能力,以及论文写作能力。
3心理学药师的作用
在不同的岗位以及对不同的患者,心理学药师的责任各不相同。但主要作用有以下几个方面:①以精神病理学和药理学为基础,收集相关患者的临床数据加以解释,并对其的诊断与治疗提出自己的意见及建议。②对相关医学,药学文献进行评估,综合整理出确实可行的治疗方案。③对患者及其家属提供相关药物治疗的教育和专业咨询,加强沟通,以增加患者用药依从性。药师良好的形体素质可发挥治疗的暗示效应.。整洁的环境、良好的形象、贴切的语言、专业的动作神态能够拉近药患双方的心理距离,赢得患者的信任,积极肯定的语言能够提高患者的康复信心,有效提高患者的依从性,改善患者的身心反应过程。④开展临床查房,与治疗体系的相关人员进行药物治疗的有效沟通,设计更为安全有效的治疗方案。⑤从事学术交流,更好的为患者服务。
学习人体解剖学离不开尸体,然而,由于扩招,普通高等医学院校学生数大增,尸体、标本严重不足,很多医学院校的同仁们积极地进行了不同方式方法的教学改革,并取得了一定的成效。本校现有10多个专业,根据不同专业的需要,开设了局部解剖学(局解)或系统解剖学(系解)等课程。近年来,我们一方面全力以赴收集尸体标本,扩大标本的来源,另一方面,在局解教学中,就节约和充分利用尸体资源进行了一些探索,取得了较好的效果。
1拓宽集体备课内容
局解集体备课除了备教材的内容、重点、难点及授课技巧外,加强了备尸体和实验操作。课前由主备课老师向相关授课教师介绍本学期局解使用尸体情况,并到实验室察看尸体质量,对不同质量、性别的尸体制定出拟作他用的目标,在确保完成临床医学专业学生局解学习任务和质量的基础上,为系解及其他专业解剖学教学的再利用提出要求。选用的教材是彭裕文主编的普通高等教育“十一五”国家级和卫生部规划教材《局部解剖学》,根据我校教学时数实际情况,集体备课中强调主要的操作步骤、关键点及注意事项,如股前内侧区的操作,强调与切口有关的骼前上棘、耻骨结节和胫骨粗隆3个重要骨性标志的摸认;强调自骼前上棘至耻骨结节的切口及平胫骨粗隆的横切口,一定要掌握好深度,切口过深会切断一些浅静脉和皮神经;在修洁肌周围的深筋膜和结缔组织时,强调要尽量与肌纤维的方向一致,以保证肌的完美;在解剖股三角时,强调约在腹股沟韧带中点下方寻找到股动脉,再寻找其内、外侧的股静脉和股神经;深部结构的解剖操作过程中,要求学生能进行钝性分离的操作尽量少用刀和剪刀,以减少损伤的可能性。根据局解教学大纲的要求,编写了《局解教学指导》,本指导除了对理论部分提出要求外,强调了实践的具体要求,如对股前内侧区要求解剖出股前内侧区的皮神经、大隐静脉及5条属支、股三角及收肌管的主要结构;观察股鞘、股管和股环;点认出股直肌、缝匠肌、股薄肌、长收肌、大收肌、股神经、股动脉、股静脉、股深动脉、旋股内、外侧动脉及穿动脉等。通过拓宽集体备课内容,目标更加明确,措施进一步到位。在随后的教学过程中,确实体会到教学目标的确立是取得良好教学效果的第一步。
2尊重尸体,对尸体进行保护性操作
在局解教学中的做法是:①授课老师在课前要向学生简短介绍尸体紧缺是近期难以解决的问题,一些尸体是自愿为医学教育作贡献捐献的遗体。教师和学生有尊重人体尸体的义务,尊重人体尸体是人体解剖教学的基本伦理原则,在解剖操作中,不得嬉笑,不许随意切割;②要求担任主刀的学生在操作前上讲台脱稿陈述操作步骤和要领,促使主刀的学生课前必须充分预习相关内容,有利于减少操作的盲目性和提高学生临场不乱的演讲能力;③强调局解在临床实践中的重要性,如同样一项手术,有的医生手术过程出血多,有的出血少,有的术后感觉功能恢复的快而好,有的恢复得慢而差,这些与医生对手术区域血管、神经的分布和走行的了解、掌握有关,现在解剖的每一刀、每一剪都是为将来解除患者的痛苦打下的基本功;④告诉学生们,他们在大学一年级学习系解时所用的标本,有的是利用以往局解之后的尸体材料制作而成,并向学生展示1一2件上一届局解课中学生制作的标本,希望同学们在学好局解的基础上,尽量为下届同学的学习多保留一些可用的材料和标本,培养学生为他人着想的精神;⑤操作中及时提醒学生们注意保护好相关结构(如在修洁大隐静脉时,注意保护好伴行的隐神经,在暴露甲状腺上动脉时,不要伤及与其伴行的喉上神经外支、在切断臀大肌的时候,注意观察与臀中肌的分界,不要将其一同切断等);⑥根据不同区域解剖操作的难易程度,适当调整理论课与实验课的时间比例,有些部位按理论实验1:3比例(如胸部、臀区等)进行教学,对一些结构复杂的区域(如颈部)则按1:4比例进行教学,保证了学生操作的时间,改变了以往由于某些区域解剖操作的时间紧,“大刀阔斧”、“草草收兵”的操作现象。通过提高认识和加强操作管理,保证了教学预期目标的完成。
3加大教师对局解操作的巡查力度
要将教学目标落实到实践中去,巡查老师除了回答学生的疑难问题和解决操作过程中遇到的问题,使学生能顺利地进行操作,还要监督和阻止学生的一些不必要的破坏性操作(如解剖暴露内动、静脉和神经通过坐骨小孔时,不要切断骸结节韧带;解剖腹腔干时,没有必要将肝切除一块等)。这样,一些重要的结构既被清晰地观察到,又被完整地保存下来。巡查老师对各组操作的主刀、助手的认真程度、操作技能、效果及同组其他同学是否认真观察、积极提示等进行评分,并对表现不够满意的同学进行随时提问,要求其点认出某些结构,作为评定实验成绩的一部分,有效避免了以前主刀和助手操作,其他人可看可不看,甚至聊天及到其他实验室乱串等现象。操作结束时,各组主刀者带领本组同学将局解教学指导中要求点认的结构全部点认出来,如果没有暴露出所要显示的结构,或者损坏了重要结构,则按事先确定的扣分标准扣分。作为奖励,对解剖制作完好的结构,老师予以拍照,制作成课件在本届教学或以后的局解教学中使用,或将标本保存在陈列室(注明年级、班级及制作者的姓名),从而提高了同学的自豪感、荣誉感、学习的兴趣和热情。通过加强巡查力度,使学生的操作更加规范,能更好地完成局解操作的预期目标,提高了教学质量。
4充分利用人体标本陈列馆,服务于局解教学
本校的人体标本陈列馆里有800余件制作精细、质量较好的标本,既往主要供系解教学使用,很少向上局解课学生开放,这些直观性最强的实物标本对局解教学没有起到应有的作用。现在,在学生动手解剖操作之前,先到陈列馆观看相关的陈列标本,做到对本次实验内容的结构层次及毗邻心中有数,再去操作,操作过程中遇到问题也可随时进人陈列馆再观察,特别是一些断层标本,深受同学们的欢迎,因为断层解剖对器官结构的位置、毗邻、层次的显示更具直观性和立体感,能加速学生对局解知识的理解,记忆也更加深刻。有时也将陈列馆的部分陈列标本(如腋区、颈前外侧区)搬到实验室的操作现场,让学生一边观察一边操作,解剖操作的速度加快了,被破坏的结构少了,能更清楚地暴露和观察到相关的解剖结构,获得了较为满意的效果。
2开设疼痛医学选修课程
对有兴趣从事疼痛诊疗工作的麻醉专业学位研究生进行疼痛诊疗课程教学,有利于对他们集中进行疼痛学理论知识培训,为将来从事疼痛临床工作打下坚实的理论基础。目前我国现行本科生的医学教育尚未将疼痛医学划为必修课,缺少系统性的疼痛医学基础教育,虽然“疼痛”一词在神经解剖学、神经生物学、生理学、药理学等基础医学课中都有涉及,这些课程偏重于生理性疼痛产生的传导通路和细胞分子机制,远不能对临床病理性疼痛的机理、诊断、预防和治疗进行系统介绍[3]。即便是在加拿大等发达国家,不同专业医学生的疼痛课程教育所用学时十分有限,例如口腔专业15小时,药学专业13小时,护理专业31小时,康复理疗专业41小时,远不能对临床病理性疼痛的机理、诊断、预防和治疗进行系统介绍。专业教材缺乏、内容的简单重复、蜻蜓点水式的介绍等问题使现有教学内容和模式难以适应疼痛医学的发展需求[2]。首都医科大学较早在研究生中开设了《临床疼痛生物学》选修课程,每期选修学生20-30人,36课时,内容包括疼痛学说发展史、疼痛机制、疼痛流行病学、神经病理性疼痛诊疗、分娩痛治疗、头面部疼痛诊疗、慢性内脏痛诊疗、疼痛外科治疗及疼痛神经调控等。疼痛专门课程的开展使研究生对疼痛理论有了扎实的掌握,对临床疼痛治疗理论和操作有了全貌性的理解,坚定了他们从事疼痛诊疗工作的信心。我国疼痛医学教育应该在有条件的医学院校,通过调配师资、完善教材大纲和计划、优化课程体系等综合手段,形成疼痛医学专业化教学体系,使有兴趣的研究生能接受正规的、系统的疼痛专业知识教育和技能训练,于毕业时即已初步具备疼痛专业的能力,再经过2年~3年的临床实践培养,可以达到疼痛专科医师水平[4]。
3制定合理的临床培训计划
疼痛(尤其是慢性疼痛)不是单一因素的疾病,其发生可以累及整个神经系统,甚至引起神经-免疫-内分泌网络系统的异常,许多疾病如风湿、关节炎、骨折、溃疡病、糖尿病、中风和癌症等也可以引起慢性疼痛。疼痛医学具有明显的多学科性特点,所涉及的学科包括麻醉科、骨科、神经内科、神经外科、放射科、介入科、肿瘤科、康复科、老年病科等等[3]。另外,长期慢性疼痛可引起恐惧、焦虑、抑郁、睡眠障碍等情绪认知问题,而这些因素又可以使疼痛复杂化。因此,疼痛医学是一门综合性学科,一名合格的疼痛科医师应当接受正规的疼痛医学教育培训过程,学习内容除了涉及基础医学知识、神经解剖学、神经生物学、麻醉学、药理学等重要课程外,心理咨询、康复理疗等其他相关专业知识也必不可少。因此对于有志从事临床疼痛诊疗的麻醉专业学位研究生,应针对性地制定合理的培训计划,使他们有机会在麻醉科、神经内外科、骨科、康复科、肿瘤科、放射科等相关科室轮转,使他们能够熟悉各科病历书写,疾病的诊断和鉴别诊断,提高他们的临床诊治技能和与患者的交流能力[5]。在美国,麻醉住院医师完成训练后需再接受2年~3年的疼痛治疗临床培训方能独立从事疼痛诊疗工作。因此,对未来有志于从事疼痛诊疗工作的麻醉专业学位研究生必须建立区别于未来专门从事麻醉工作的研究生的临床培训和轮转计划,加强在疼痛临床诊疗能力方面的培养。
4加强科研能力培训
他对研究生的培养非常严格,特别着重两个方面。入学伊始就对研究生进行科学道德教育。科研道德不轨有三类:捏造(Fabrication)、篡改(Falsification)和剽窃(Plagiarism),凡不轨者一经发现立即开除,不再给一次机会,因为诚实是科学家的道德底线,超越此底线者不配做科学家。其次是强调“科学面前人人平等”。西班牙有一位神经科学家,Santiago Ramón i Cajal,1906年获诺贝尔生理学或医学奖。他写了一本《对青年科学研究者的忠告》,第一条就是“勿对权威过分崇拜”。 鞠躬对研究生说,“崇拜权威并不错,‘过分崇拜’是指把权威的言论作为判断正理的标准。科学只承认事实和逻辑,不承认权威。你我在科学面前是平等的,不必,也不应该唯我的意见是从。对我的实验设计或结论,如有异议,可以公开地和我有根有据地争论,只要有理,正确, 我接受你的意见并据此修改。凡是能这样做的,我认为是有出息的研究生。” “科学面前人人平等” 已成为他科研团队的风气。
脊髓损伤主要由交通事故、坍塌等的挤压、高处下坠等造成,其治疗是两个世纪以来的难题,严重者终身残疾,如我国的桑兰、美国的超人等,而其发生率又很高,美国每年有1,2000 起,我国每年60.000起(不完全资料),但无有效的治疗。因其重要性,近十几年来,他集中精力研究究脊髓损伤修复。最近他提出了脊髓挫伤早期神经外科手术的新概念并付诸临床实践,取得了突破性疗效,30例全瘫患者经治疗后全部获得了一定的步行功能。在伤后4 - 14天期间手术效果最好,是最佳手术时间窗。在此手术窗内接受手术的患者70%可借拐杖或更好地步行,31%可无需任何支撑自由走行!此手术还需做大量提高疗效、分析机制等的研究,但脊髓挫伤治疗的基本原则已解决。
他有两条用于自律的座右铭,一条是:“科学家的生命在于不断地更上一层楼的追求”。这是在他1991年当选为科学院院士后(当时称学部委员),同事戏言:老鞠,院士是最高学术荣誉,到头了。他立即写了上述的一条。
脑心综合征又称脑源性心脏损害,指并发于各种脑部病变(卒中、癫癎、外伤头部手术等)的心脏损害,其主要临床表现包括心电图(ECG)复极改变,心律失常,血浆心肌酶活性升高以及心功能障碍等,严重者可发生猝死。
脑卒中患者常出现心脏损害,脑卒中后常见的死亡原因之一来自于心脏事件,包括心律失常或心室复极改变,使易损期增加,而在易损期出现的早搏更可能导致室性快速心律失常或室颤,这可能是卒中患者发病后最初1个月内易发生猝死的主要原因。心律失常常影响心脏功能,降低脑灌注,减少脑血流,进而加重脑原发病变,影响患者预后。因此,研究脑卒中后脑心综合征的发病机制及防治措施有重要的临床意义。
1 临床特征
1.1 心电图复极改变 心电图复极改变是脑卒中患者最常见的心脏异常。最近,Khechinashvile等(1)对来自29个研究包括1844例心电图改变研究作一系统回顾,结果发现76%蛛网膜下腔出血(SAH)患者出现ECG 异常,与既往是否存在心脏疾病无关,提示其ECG改变由SAH直接导致。在脑出血及脑梗死患者中出现的 ECG 异常可能不是特异性的,而很可能与患者卒中发病以前存在冠状动脉疾病(包括无症状性)有关。鉴别卒中后的心电图异常是由卒中直接产生还是因为同时伴随有心脏疾病非常重要医学论文,若误认由心肌缺血所致的ECG异常为由脑病变产生,可能导致不必的甚至有危险的干预,如甘露醇脱水治疗加重心脏负担,而由脑部病变所致的ECG 缺血样改变被误认为心肌缺血所致,则可能影响对卒中的治疗,包括运动和康复的延迟及SAH的手术治疗。这需要在今后的研究中加以解决。
1.2 心脏损害的生化指标变化 反映卒中相关心脏损害的生化指标包括CK、CK-MB、LDH及cTnI较对照组均明显增高,正常情况下,CK、LDH不能透过血脑屏障,卒中后由于神经细胞、脑毛细血管内皮细胞变性坏死以及血清心肌酶的增高,另一方面,发生卒中时导致支配心脏的的交感神经兴奋性增高,引起儿茶酚胺在心脏内积累,使心肌受损,也可造成心肌酶增高。研究发现岛叶梗死组较非岛叶组更易出现心肌酶的增高,而cTnI明显增高,而Mb却未增高。提示急性期脑梗死患者梗死部位对心肌酶影响较大。岛叶梗死使位于岛叶的控制心脏活动的中枢及与岛叶皮层存在自主神经联系的神经结构都发生损害,其血浆去甲肾上腺素和肾上腺素均明显的增高。Barber等研究证实了:在急性脑梗死患者中,血清肌蛋白1的增高与肾上腺激素的增高有密切关系。
2 超声心动图改变特点 超声心动图提示急性期脑梗死更易发生左房内径增大,但由于梗死患者均在发病一周内检查超声心动图,而患者的左房内径增大不可能于一周内发生,因而我们认为左房内径增大可能在脑梗死发生之前就存在。
3 病理学表现 Greenhoot及 Manning对死于SAH的患者进行尸检,没有发现任何急性心肌梗死和冠状动脉血栓的证据,但发现“肌细胞溶解”的病理改变,主要为心肌灶性溶解、肌原纤维变性、散在的出血点,伴有单核细胞浸润及脂色素沉积等。动物实验研究发现,通过增加交感神经的活动或注入过量儿茶酚胺可出现极其相似的心肌病理改变,而β阻滞药或其他交感神经阻滞药可阻止这种变化。有趣的是这些变化主要集中在心内神经末梢而非血管分布,离心内神经末梢越远病变越轻,而在离这些神经末梢2~4mm处通常完全正常,提示卒中后的心脏改变为神经源性核心期刊目录。
4 脑心综合征的发生机制 卒中后心脏损害的机制目前并不清楚,一些证据支持在大脑中动脉支配区域内存在“心脏的皮质节律控制位点”的假说,此区域若发生血管性损害,将失去抑制性调节而导致交感神经紧张度增加。神经解剖学和电生理学显示,岛叶是心血管和自主神经功能调节的高级中枢,岛叶刺激可引起心率、血压、心功能及自主神经功能紊乱。事实上,岛叶对心脏的自主调节存在偏侧性,交感活动主要由右侧岛叶调节,而副交感活动主要由左侧岛叶调节,一些研究已证实累及岛叶的卒中较其他部位更容易发生心律失常。此外,岛叶和边缘系统、下丘脑、杏仁核及其他涉及自主神经控制的区域有着广泛的直接或交叉的联系。目前推测,介导卒中后心脏损害效应的部位可能即起源于或路径以上区域。
脑源性心脏损害的周围机制也证实了卒中患者交感和副交感活性的不平衡,包括交感神经活性的增加医学论文,肾上腺髓质儿茶酚胺分泌增加和副交感神经活性降低等。最近的证据表明,支配心脏的自主神经也存在不对称分布,交感神经的分布主要影响室性心肌的活动,而副交感神经分布突出影响窦房结和房室结,右侧迷走神经主要影响窦房结,左侧迷走神经主要影响房室结。此外,左侧颈胸神经节或左侧交感活动较右侧有较强的促进心脏心律失常的潜力。
Samuels(1987)提出了卒中后脑源性心脏损害由“交感超载”导致的假说。认为脑卒中等中枢神经损伤后,自主神经功能发生紊乱,交感神经末梢儿茶酚胺大量释放,通过激活Ca2+使心脏肌纤维异常收缩,导致心电图改变。若儿茶酚胺释放过多及/或心肌持续缺血(心肌长时间收缩所致)后又发生再灌注,则自由基释放,心肌再灌注损伤,最终导致细胞死亡。
5诊断 卒中并发心电图复极改变常见于前外侧壁和下侧壁导联,可通过心电图常规12导联心电图检查发现。心律失常则可通过新持续监护或Holter心电图检查发现。需要强调的是应进行多次或连续的心电图检查,可提高发现心电图异常的机会,另一方面又可能发现既往合并和未合并有心脏疾病的卒中患者之间的ECG之间的区别,提高预测危险性的准确性。超声心动图检查有助于发现心肌损害的严重性。此外,可通过HRV分析来评价脑卒中患者心脏自主神经的功能状态,及时识别发生猝死的危险性。
6展望 由于脑心综合征是卒中后猝死的重要原因,其危险性应引起临床工作者的高度重视。今后应进步研究卒中后脑心综合征的病理生理机制,诊断和预测脑心综合征严重程度和特异性指标,对FNS改善HRV的防治作用值得在高危人群得到进一步的证明。
参考文献
研究爱因斯坦的大脑必须要得到爱因斯坦大脑的样本,按照爱因斯坦的遗言是不可能得到爱因斯坦大脑的,因为遗言要求火化遗体,骨灰撒在秘密地点。不过,后人并没有按爱因斯坦的遗言处理他的遗体。
1955年4月18日凌晨1时15分,爱因斯坦在美国新泽西州普林斯顿大学医院去世,享年76岁。当时托马斯・哈维是普林斯顿大学病理科主任,他和爱因斯坦只有一面之交,却成为爱因斯坦的验尸医生。对爱因斯坦的尸体和器官逐一检查、称重和描述外观后,哈维宣布爱因斯坦死于腹腔大动脉破裂。
为了研究这位伟大的科学家,哈维说服了爱因斯坦的遗嘱执行人奥托・内森和爱因斯坦的长子汉斯,把爱因斯坦的大脑取了出来,以备日后研究。当时,内森和汉斯同意哈维取出爱因斯坦大脑的一个重要条件是,日后对爱因斯坦大脑研究的结果必须发表在科学期刊上。
哈维按照解剖学标准切下爱因斯坦的大脑,然后进行测量,除了对大脑拍照存真,还请了一位画家为它做素描。然后,哈维把爱因斯坦的部分大脑切成240片切片,每片在大脑中的位置都有详细记录并贴上标签。
爱因斯坦的大脑分别装进了10个储存组织学切片的罐子和两个大玻璃瓶中保存,这些器皿中都有甲醛防腐。由于私自保留爱因斯坦大脑,哈维丢掉了职位,但是爱因斯坦的大脑却因为哈维的保管和赠与一些科学家而得到研究和保存下来。
爱因斯坦大脑的去向有两部分,一部分大脑切片是哈维赠予了一些他信得过的研究人员,由后者进行研究;另一部分大脑切片则被保存了下来。例如,在制作切片时,哈维借用了费城病理学家威廉・埃里克的实验室。为表示感谢,哈维赠送对方46片大脑切片。1967年埃里克去世,他的妻子将这些切片交给当地另一名医生艾伦・斯坦伯格。斯坦伯格又将切片转交给费城儿童医院高级神经病理学家露西・亚当斯。亚当斯于2013年初将爱因斯坦大脑的46片切片捐赠给费城一家医学博物馆――穆特博物馆。该馆于2013年4月开始公开展出爱因斯坦大脑的这些切片,其中一个切片可供参观者在显微镜下观看。
哈维赠送了多少爱因斯坦大脑切片给多少研究人员,没有确切的数字,据说他后来进一步将爱因斯坦的其他大脑部分制成多达2000片切片,并将这些切片分发给了全球各地至少18名研究人员。因此,才有后来陆续发表的一系列研究结果。
爱因斯坦大脑与常人有差异
目前已经公开发表的爱因斯坦大脑研究结果有多个,主要有戴蒙德等人于1985年、安德森和哈维于1996年、基加等人于1997年、海因斯于1998年、维特森等人于1999年、科洛姆等人于2006年、福尔克于2009年、福尔克等人于2013年以及孟薇薇和福尔克等人于2014年发表的多项研究结果。
在已经发表的研究结果中,多数研究结果表明爱因斯坦的大脑与常人的大脑有差异,而且这些差异表现在多个方面。
差异之一:大脑细胞类型有差异。
根据哈维的解剖记录,爱因斯坦的大脑重1230克,低于成年男性的平均值(1400克),并不出众,因此,从脑容量看,爱因斯坦的确与常人有差异,但是,这种差异不是人们所期待的应该大于常人。
此后,第一份正式的学术研究报告于1985年发表,这份报告解释了爱因斯坦大脑与常人有何不同。美国加利福尼亚大学伯克利分校的玛丽安・戴蒙德等人对分别代表左右前额叶上段与顶叶下段的4片爱因斯坦大脑的皮质切片进行研究,并与另外11人的大脑切片做对照。结果发现,爱因斯坦的左顶叶神经元(神经细胞)与神经胶质细胞的比例小于常人。神经胶质细胞是神经元的支持、营养和保护细胞。过去的研究表明,哺乳动物神经元与神经胶质细胞的比例从小鼠到人有逐步降低的趋势。这表明,神经元执行的功能越复杂,越需要神经胶质细胞的支持。
神经元与神经胶质细胞的比例小也意味着神经胶质细胞多,反之则少。换句话说,爱因斯坦大脑左顶叶神经元与神经胶质细胞的比例小于常人,表明爱因斯坦大脑这个部位的神经胶质细胞数量多于常人,因此比常人更聪明。
此外,神经解剖学显示,顶叶下段皮质是听觉、视觉、触觉信息汇聚之处,顶叶下段受伤后,病人无法进行复杂的思考,阅读、写字、计算能力都会受损。爱因斯坦大脑左顶叶神经元与神经胶质细胞的比例异于常人也反映了他顶叶下段皮质功能可能优于常人。
差异之二:神经元密度高。
美国亚拉巴马大学柏名顿分校神经学助理教授安德森等人在1996年6月的《神经科学通讯》上发表题为《爱因斯坦大脑皮质厚度和前额叶皮质密度变化》的文章。安德森在文章中指出,他们通过与对照组的大脑进行比较,发现爱因斯坦的大脑右前额叶皮质(运动区)比对照组薄,可是皮质中的神经元数量与对照组无异。这显示,爱因斯坦的大脑皮质中神经元密度较高。
安德森推论,爱因斯坦大脑皮质神经元有较好的传递信息的效率,因而可以解释爱因斯坦为何具有超凡才能。
差异之三:大脑半球部分区域较大。
1999年6月,加拿大麦克马斯特大学的桑德拉・维特森等人在英国《柳叶刀》杂志发表研究结果称,他们把爱因斯坦的大脑与99名已死亡老年男女的大脑进行比较研究,发现爱因斯坦大脑左右半球的顶叶下区域比普通人的平均厚度多出1厘米,即比常人多15%。由于爱因斯坦大脑的左顶叶比常人要大,大小和形态类似于右顶叶,因此爱因斯坦大脑顶叶部分比一般人对称。顶叶这个脑区主管视觉空间认知、数学能力和运动想象能力,这很有可能是爱因斯坦具有超凡的逻辑思维和空间认知能力的主要原因。这也说明,爱因斯坦异于常人的主要是左脑,而不是右脑。
另外,维特森等人还发现,爱因斯坦大脑的另一个特点是表层的很多部分没有凹沟(回间沟),这些凹沟就像大脑中的路障,使神经细胞受阻,难以互相联系。如果大脑中没有这些障碍,神经元就可以畅通无阻地联系,使得大脑的思维较为活跃。
差异之四:额外的沟回和脸大舌头大。
福尔克等人在2013年4月的《大脑》杂志发表的研究论文称,爱因斯坦的大脑确实与常人有一些差异。他们分析了14张之前从未发表过的爱因斯坦整个大脑的照片,并与其他85个人的大脑进行了比较。结果发现,尽管爱因斯坦的大脑重量只有1230克,但在其大脑的若干区域出现了额外的沟回和褶皱,这种现象在其他人大脑中极少出现。例如,爱因斯坦大脑左侧区域有额外的沟回和褶皱,因此也使得他的脸和舌头比常人大。此外,爱因斯坦的前额叶皮质也有较大的伸展,大脑的这个区域是命令和控制中心。决策和自控等较高层次思考就在这里进行。因此,这能解释为何爱因斯坦有更多的思考和新奇的观念。
差异之五:爱因斯坦的大脑胼胝体比常人更厚。
大脑的胼胝体是连接左右大脑半球的神经纤维,中国上海华东师范大学物理系的研究人员和美国佛罗里达州立大学人类学系的研究人员合作,利用磁共振成像来研究爱因斯坦和两个对照组(一组为15名中老年男性,另一组为52名健康年轻人)大脑的胼胝体,这两个对照组的大脑都是与爱因斯坦同时代(1905年)的人去世后保存下来的,这一年也是26岁的爱因斯坦发表相对论的年代。
研究人员比较了爱因斯坦大脑与对照者的大脑胼胝体在不同位置的厚度。结果发现,爱因斯坦大脑胼胝体要比常人的大脑胼胝体厚。研究人员认为,由于有更多的胼胝体神经纤维,而这些神经纤维连接着大脑的重要区域,如负责复杂思维与决策的前额叶皮质,再综合其他研究证据,如部分物理学家的大脑较常人体积更大,褶皱也更复杂,因而提示爱因斯坦大脑的这些特点是其具有非凡天赋的基础。
爱因斯坦大脑与常人无差异
尽管上述种种研究分别说明爱因斯坦的大脑与常人有差异,但是,也有研究认为,爱因斯坦大脑与常人根本就没有差异。
美国纽约佩斯大学心理学家泰伦斯・海因斯在2014年6月14日的《大脑和认知》上发表文章称,爱因斯坦的大脑在细胞与结构方面和常人无异。海因斯主要从对以前一些研究爱因斯坦大脑的结果进行质疑来说明爱因斯坦的大脑与常人无异。
首先,海因斯认为前人的研究不严谨。例如,对于1985年戴蒙德声称爱因斯坦大脑中的神经胶质细胞含量明显高于常人,海因斯认为结果并不可信。因为,戴蒙德分别针对4块大脑区域分析了7个变量,这相当于进行了28组分析,只有其中一组的p值小于0.05,这并不能说明问题。因为p值为结果可信程度的一个递减指标,p值大于0.05就不具备统计学意义,即结论不可靠,反之p值小于0.05则结论较可靠,p值小于0.01为非常可靠。但对爱因斯坦大脑神经细胞的分类研究表明,28组分析中只有一组的p值小于0.05,说明爱因斯坦大脑中的神经胶质细胞含量并不比常人多。
其次,海因斯认为,前人的研究分析在逻辑上也有问题。所有得出爱因斯坦大脑与常人有差异的结论都是通过对爱因斯坦大脑的切片进行研究获得,这本身就不太科学,因为大脑的几个切片并不能代替大脑的所有组织和细胞,同时也不能揭示这些细胞是如何作为一个整体进行思考和运行大脑多种功能的,因此,认为通过分析整个大脑的一小片或者几小片切片就能揭示大脑的特殊认知能力,无异于痴人说梦。
第三,以前人们也根据爱因斯坦的自我评价来分析其大脑的过人之处。例如,爱因斯坦曾写道,他认为自己能很好地控制他的大脑,而且精力充沛。但海因斯认为,这些评论在真正的神经系统科学里毫无价值,人们不可能仅根据爱因斯坦说过的只言片语就对其大脑做出准确研究和得出可靠结论。
对于海因斯的观点,美国耶鲁大学医学院的神经学家齐默曼表示赞同,齐默曼曾担任哈维的老师,因此,哈维也送给齐默曼部分爱因斯坦大脑切片。在爱因斯坦生前,齐默曼首先向爱因斯坦预约将来研究其大脑。当时,爱因斯坦一口答应了,但是有一个条件:不得将研究结果公布。齐默曼同样细心观察了爱因斯坦的大脑,认为其大脑非常正常,要说爱因斯坦大脑与常人有什么异常之处,就是他的大脑比同年龄人更为健康,退化的迹象较少。
中图分类号:TP183文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)30-0710-02
A Review of the Research and Development of the Artificial Neural Nets
WANG Hui
(Xinjiang Petroleum Institute,Urumqi 830000,China)
Abstract: This paper reviews the history and the current situation of the theory of neural nets. It discusses two aspects: the Vapnik-Chervonenkis dimension calculation and the data mining in neural nets. It also touches upon such research areas as calculation theory, methods and application of neural nets.
Key words: neural nets;Vapnik-Chervonenkis dimension;Data Mining
1 引言
本世纪初,科学家们就一直探究大脑构筑函数和思维运行机理。特别是近二十年来。对大脑有关的感觉器官的仿生做了不少工作,人脑含有数亿个神经元,并以特殊的复杂形式组成在一起,它能够在计算某些问题(如难以用数学描述或非确定性问题等)时,比目前最快的计算机还要快许多倍。大脑的信号传导速度要比电子元件的信号传导要慢百万倍,然而,大脑的信息处理速度比电子元件的处理速度快许多倍,因此科学家推测大脑的信息处理方式和思维方式是非常复杂的,是一个复杂并行信息处理系统。1943年McCulloch和Pitts结合了神经生理学和数理逻辑的研究描述了一个神经网络的逻辑演算。他们的神经元模型假定遵循一种所谓“有或无”(all-or-none)规则。如果如此简单的神经元数目足够多和适当设置突触连接并且同步操作,McCulloch和Pitts证明这样构成的网络原则上可以计算任何可计算的函数,这标志着神经网络学科的诞生。
2 发展历史及现状
2.1 人工神经网络理论的形成
早在40年代初,神经解剖学、神经生理学、心理学以及人脑神经元的电生理的研究等都富有成果。其中,神经生物学家McCulloch提倡数字化具有特别意义。他与青年数学家Pitts合作[1],从人脑信息处理观点出发,采用数理模型的方法研究了脑细胞的动作和结构及其生物神经元的一些基本生理特性,他们提出了第一个神经计算模型,即神经元的阈值元件模型,简称MP模型,他们主要贡献在于结点的并行计算能力很强,为计算神经行为的某此方面提供了可能性,从而开创了神经网络的研究。50年代初,神经网络理论具备了初步模拟实验的条件。Rochester,Holland与IBM公司的研究人员合作,他们通过网络吸取经验来调节强度,以这种方式模拟Hebb的学习规则,在IBM701计算机上运行,取得了成功,几乎有大脑的处理风格。但最大规模的模拟神经网络也只有1000个神经元,而每个神经元又只有16个结合点。再往下做试验,便受到计算机的限制。人工智能的另一个主要创始人Minsky于1954年对神经系统如何能够学习进行了研究,并把这种想法写入他的博士论文中,后来他对Rosenblatt建立的感知器(Perceptron)的学习模型作了深入分析。
2.2 第一阶段的研究与发展
1958年计算机科学家Rosenblatt基于MP模型,增加了学习机制,推广了MP模型。他证明了两层感知器能够将输入分为两类,假如这两种类型是线性并可分,也就是一个超平面能将输入空间分割,其感知器收敛定理:输入和输出层之间的权重的调节正比于计算输出值与期望输出之差。他提出的感知器模型,首次把神经网络理论付诸工程实现。1960年Widrow和Hoff提出了自适应线性元件ADACINE网络模型,是一种连续取值的线性网络,主要用于自适应系统。他们研究了一定条件下输入为线性可分问题,期望响应与计算响应的误差可能搜索到全局最小值,网络经过训练抵消通信中的回波和噪声,它还可应用在天气预报方面。这是第一个对实际问题起作用的神经网络。可以说,他们对分段线性网络的训练有一定作用,是自适应控制的理论基础。Widrow等人在70年代,以此为基础扩充了ADALINE的学习能力,80年代他们得到了一种多层学习算法。
Holland于1960年在基因遗传算法及选择问题的数学方法分析和基本理论的研究中,建立了遗传算法理论。遗传算法是一种借鉴生物界自然选择和自然遗传机制的高度并行、随机、自适应搜索算法,从而开拓了神经网络理论的一个新的研究方向。1976年Grossberg提出自适应共振理论(ART),这是感知器较完善的模型,即superrised学习方式。本质上说,仍是一种unsuperrised学习方式。随后,他与Carpenter一起研究ART网络,它有两种结构ART1和ART2,能够识别或分类任意多个复杂的二元输入图像,其学习过程有自组织和自稳定的特征,一般认为它是一种先进的学习模型。另外还有Werbos提出的BP理论以及提出的反向传播原理;Fukushima 提出了视觉图象识别的Neocognitron模型这些研究成果坚定的神经网络理论的继续研究。
2.3 第二次研究的阶段
Hopfield于1982年至1986年提出了神经网络集体运算功能的理论框架,随后,引起许多学者研究Hopfield 网络的热潮,对它作改进、提高、补充、变形等,至今仍在进行,推动了神经网络的发展。1983年Kirkpatrick等人先认识到模拟退火算法可应用于NP完全组合优化问题的求解。这种思想最早是由Metropolis等人在1953年提出的,即固体热平衡问题,通过模拟高温物体退火过程的方法,来找全局最优或近似全局最优,并给出了算法的接受准则。这是一种很有效的近似算法。1984年Hinton等人提出了Boltzmann机模型,借用统计物理学中的概念和方法,引入了模拟退火方法,可用于设计分类和学习算法方面,并首次表明多层网络是可训练的。Sejnowski于1986年对它进行了改进,提出了高阶Boltzmann机和快速退火等。
1986年Rumelhart和McClelland 合著的Parallel Distributed Processing: Exploratio n in the Microstructures of Cognition两卷书出版,对神经网络的进展起了极大的推动作用。它展示了PDP研究集团的最高水平,包括了物理学、数学、分子生物学、神经科学、心理学和计算机科学等许多相关学科的著名学者从不同研究方向或领域取得的成果。他们建立了并行分布处理理论,主要致力于认知的微观研究。尤其是,Rumelhart提出了多层网络Back-Propagation法或称Error Propagation法,这就是后来著名的BP算法。
2.4 新发展阶段
90年代以来,人们较多地关注非线性系统的控制问题,通过神经网络方法来解决这类问题已取得了突出的成果,它是一个重要的研究领域。1990年Narendra和Parthasarathy提出了一种推广的动态神经网络系统及其连接权的学习算法,它可表示非线性特性,增强了鲁棒性。他们给出了一种新的辨识与控制方案,以multilayer网络与recarrent网络统一的模型描述非线性动态系统,并提出了动态BP 参数在线调节方法。尤其是进化计算的概念在1992年形成,促进了这一理论的发展。1993年诞生了国际性杂志Evolutionary Computation。近几年它成为一个热点研究领域。1993年Yip和Pao提出了一种带区域指引的进化模拟退火算法,他们将进化策略引入区域指引,它经过选优过程,最终达到求解问题的目的。
从上述各个阶段发展轨迹来看,神经网络理论有更强的数学性质和生物学特征,尤其是神经科学、心理学和认识科学等方面提出一些重大问题,是向神经网络理论研究的新挑战,因而也是它发展的最大机会。90年代神经网络理论日益变得更加外向,注视着自身与科学技术之间的相互作用,不断产生具有重要意义的概念和方法,并形成良好的工具。
3 神经网络的发展趋势
3.1 神经网络VC维计算
神经计算技术已经在很多领域得到了成功的应用,但由于缺少一个统一的理论框架,经验性成分相当高。最近十年里,很多研究者都力图在一个统一的框架下来考虑学习与泛化的问题 。PAC(Probably Approximately Correct)学习模型就是这样一个框架。作为PAC学习的核心以及学习系统学习能力的度量,VC维(Vapnik-Chervonenkis dimension)在确定神经网络的容量(capacity)、泛化能力(generalization)、训练集规模等的关系上有重要作用。如果可以计算出神经网络的VC维,则我们可以估计出要训练该网络所需的训练集规模;反之,在给定一个训练集以及最大近似误差时,可以确定所需要的网络结构。
Anthony将VC维定义为:设F为一个从n维向量集X到{0, 1}的函数族,则F的VC维为X的子集E的最大元素数,其中E满足:对于任意S?哿E,总存在函数fs ∈F,使得当x ∈ S时fs(x) =1,x?埸S但x∈E时fs(x) =0。
VC维可作为函数族F复杂度的度量,它是一个自然数,其值有可能为无穷大,它表示无论以何种组合方式出现均可被函数族F正确划分为两类的向量个数的最大值。对于实函数族,可定义相应的指示函数族,该指示函数族的VC维即为原实函数族的VC维。
3.2 基于神经网络的数据挖掘
1996年,Fayyad、Piatetsky-Shapiro和Smyth对KDD(Knowledge Discovery from Databases)和数据挖掘的关系进行了阐述。但是,随着该领域研究的发展,研究者们目前趋向于认为KDD和数据挖掘具有相同的含义,即认为数据挖掘就是从大型数据库的数据中提取人们感兴趣的知识。
数据挖掘的困难主要存在于三个方面:首先,巨量数据集的性质往往非常复杂,非线性、时序性与噪音普遍存在;其次,数据分析的目标具有多样性,而复杂目标无论在表述还是在处理上均与领域知识有关;第三,在复杂目标下,对巨量数据集的分析,目前还没有现成的且满足可计算条件的一般性理论与方法。在早期工作中,研究者们主要是将符号型机器学习方法与数据库技术相结合,但由于真实世界的数据关系相当复杂,非线性程度相当高,而且普遍存在着噪音数据,因此这些方法在很多场合都不适用。如果能将神经计算技术用于数据挖掘,将可望借助神经网络的非线性处理能力和容噪能力,较好地解决这一问题。
4 结束语
经过半个多世纪的研究,神经计算目前已成为一门日趋成熟,应用面日趋广泛的学科。本文对神经计算的研究现状和发展趋势进行了综述,主要介绍了神经网络VC维计算、基于神经网络的数据挖掘领域的相关研究成果。需要指出的是,除了上述内容之外,神经计算中还有很多值得深入研究的重要领域,例如:与符号学习相结合的混合学习方法的研究;脉冲神经网络(Pulsed Neural Networks)的研究;循环神经网络(Recurrent Neural Networks)的研究等;神经网络与遗传算法、人工生命的结合;支持向量机(Support Vector Machine)的研究;神经网络的并行、硬件实现;容错神经网络的研究。
参考文献:
[1] McCulloch W S, Pitts W. A Logical Calculus of the Ideas Immanent in Nervous Activity, Bulletin of Mathematical Biophysics, 1943.
[2] N.维纳著,郝季仁译,控制论,科学出版,1985.
[3] Von Neumann J. The General and Logical Theory of Automata, Cerebral Mechanisms in Behavior; The Hixon Sympsium, 1951.
[4] Hebb D O. The Organization of Behavior, New York:Wiley, 1949.
[5] 陈世福,陈兆乾. 人工智能与知识工程[M]. 南京: 南京大学出版社,1998.
[作者简介]刘扬(1963- ),女,北京人,首都医科大学燕京医学院院长,教授,研究方向为教育管理与神经解剖学。(北京 101300)
[中图分类号]G645 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2014)02-0070-02
高校扩招以来,我国高等教育规模不断扩大,高校学生数量迅速增长。与此相适应,高校教师数量,特别是青年教师数量在最近几年也不断增加。很多青年教师由于承担了繁重的教学工作,往往在教学上花费大量精力而忽视科研工作的重要性,导致自身的科研水平难以提高。
一、科研与教学的辩证关系
高校青年教师总体上科研能力不强,主要在于对科研工作的认识存在误区。一些青年教师认为,对于他们自身的工作来说,科研没有什么实际意义,与其将大量时间花在做实验、查资料、写文章上,还不如用在备课和讲课上,这样对于教学可能作用更大、效果更好。事实上,开展科研工作是为了帮助人们树立正确的观念,培养科学的思维方式,找出解决实际问题的方法,使人们在实际工作或学习过程中懂得如何按照科学合理的方法去行动、去做事。教师不开展科研工作,很难保证高水平的教学效果,很难保证教学内容能够与时俱进。为了确保高水平的教学效果,提高人才培养的质量,青年教师必须开展科研工作,不能忽视科研工作在教学过程中所起的重要作用,更不能将教学与科研两者对立起来。
与此同时,也有一些青年教师,特别是具备一定科研能力的青年教师,过分强调科研工作的重要性。他们中有些认为基础研究重要,有些认为应用研究重要,有些认为只有能在SCI(Scientific Citation Index)上发表文章才是真正的科研。这些认识也是片面的、不正确的,因为即使能够在SCI等高水平期刊上发表文章,如果论文被引用次数很低,那么论文的质量也不能说很高;更重要的是,科学研究如果不能够用于指导实际工作,没有实际应用价值,其研究意义都有待商榷。教学工作本身也是一门科学,也需要花费很大精力去思考和研究,因此过分强调科研的重要性,忽视教学工作的重要性,也是万万不行的。
青年教师的科研观念决定了他们在教学中会采用什么样的方法来开展教学工作,对科研工作的正确认识会促进教学工作,否则就可能影响教学工作。青年教师首先要从观念上搞清科研对教学工作的意义。教师的科研素质对教学和科研工作起着重要作用。青年教师进行科研工作可以帮助自身提高,并影响到周围的教师和学生,使他们改变科研和学习的理念。青年教师用正确的方法开展科研和学习工作,就能指导学生按正确的方法学习。教师如果在保证教学工作的同时,不断研究国内外本专业领域最新的教学科研成果,相信其教学工作一定会与时俱进,学生也会从教学中受益。反之,如果不了解本专业领域教学和科研的最新成果,那么教学工作就会缺乏时代感,也很难保证课堂教学质量得到真正的提升,由此可以看出科研工作对教学工作的重要作用。同样,青年教师在教学过程中可以验证科研工作的科学性和有效性,可以检验科研工作是否真正促进了课堂教学质量的提高,是否真正能够改进学生的学习效果。
综上所述,教学工作与科研工作两者是辩证统一的关系:科研工作可以保证教学工作的科学性、知识性和前瞻性,教学工作可以推动科研工作,促进科研工作向更高层次发展。青年教师应该充分认识到这一点,树立正确的理念,合理分配教学与科研工作。
二、青年教师开展科研工作的必要性
有些青年教师,特别是一些文科院校毕业的青年教师,认为科研工作太高深,离自己教学和生活太遥远,认为没有必要开展科研工作。实际上,青年教师科研意识和科研思维的培养至关重要。一位具有科研意识和科研思维的教师,在教学中不会简单机械地论说他人的科研成果,而会结合自己的教学实际对他人的研究成果进行验证、思考和分析,在不断提升自身的科研意识和水平的同时,达到提高自身科研教学水平的目的。一位具有科研思维方式的教师在教学过程中所体现出的科研素养、思辨意识、教学能力与缺少科研思维方式的教师是截然不同的,他懂得为什么要使用某种教学方法,清楚自己所使用教学方法的理论依据,也就是说,在教学过程中他能用理论来指导教学,能够将科研理论与自身的教学实际相结合。具备科研思维意识的教师在教学过程中知道自己的教学行为应建立在相关理论基础之上,会按照学习规律开展教学工作。只有在教学过程中开展科研工作,青年教师才能站在更高的角度从事教学工作,丰富教学方法和手段。如果高校所有青年教师都具有科研意识和思维,那么我国科研金字塔的塔基就会越来越稳固,高水平科研成果就一定会不断涌现。由此可以看出,青年教师开展科研工作不仅事关其自身的专业发展,更关系高等教育乃至整个国家的发展。
三、青年教师提升科研能力的途径
(一)青年教师应培养科研兴趣
青年教师如果从认识上懂得了科研在教学中的作用,懂得教学工作与科研工作的辩证关系,就不会对科研工作产生抵触和畏难情绪。青年教师科研兴趣的培养可以从多个方面入手,从主观上要树立开展科研工作的信心和恒心,在客观上要勇于创造条件为开展科研工作服务,要善于借鉴他人的成功经验,吸取他人失败的教训。青年教师如果能够体会到科研工作对提高自身专业素质的促进作用,能够体会到科研工作给教学工作带来的愉悦,那么其科研兴趣就会不断增强。
(二)青年教师应掌握科研理论和方法
青年教师对科研工作产生兴趣,这对于提升其科研能力来说是个良好的开端。但要想真正提高科研水平,还需要踏踏实实、认认真真去亲身体会和实践,掌握必要的科研方法,特别是对于那些没有系统学习过科研方法的教师来说,掌握科研方法至关重要。除此之外,青年教师还应了解一些数学和统计学的相关知识,了解SPSS的基本使用方法,掌握相关统计结果的含义并能够进行科学的解释。当然,懂得了科研方法和统计学的知识还远远不够,还要在科研实践中多次运用。只有这样,对科研工作的认识才能实现从感性到理性的飞跃。青年教师必须意识到科研理论是进行科研工作的基础,科研实践工作的开展必须以理论为指导,没有理论指导的科研实践是盲目的实践。在掌握了必要的科研方法和统计方法之后,青年教师还要掌握本学科领域的基础知识和前沿知识,培养哲学的思维方式,因为有了哲学思维方式就可以掌握正确的方法论,就能站在更高的角度提出、分析、解决问题,就能了解本学科领域和相关学科领域之间的差异与联系,就能突破认识能力方面的局限性而开阔视野,就能在科研过程中理论联系实际,做到微观与宏观相结合,就能坚持不懈地学习,不断更新自己的专业知识。青年教师如果真正掌握了上述科研理论基础知识和其他学科领域的相关知识,相信其科研能力一定能够不断提高。
(三)青年教师应勇于在教学实践中运用科研方法
对于大部分青年教师来说,科研工作的主要目的在于指导自身教学实践,提高教学质量,达到培养高质量人才的目的。青年教师在掌握了一定的统计学知识、学科领域基础知识和前沿知识后,必须在教学过程中反思自己的教学,对于在教学过程中发现的问题及时进行分析归纳与判断推理。具有科研意识、掌握科研方法是开展科研工作的基础,但能够做到理论联系实际,运用科研方法指导教学实践更重要。例如,懂得信度、效度、难易度、区分度等概念是了解测试的基本原则和方法的保障,将这些方法运用于教学过程之中,科学有效地利用测试对教学的积极的反拨作用才是掌握这些方法的中心目的。同样,掌握相关统计学的方法以及SPSS统计软件的使用后,必须在教学科研实践中运用它们。如果在进行定量研究时懂得如何收集数据,如何用SPSS软件统计出平均数、平均数t检验、多元回归分析、方差分析,懂得P≤0.05在统计学中的含义,并对以上内容进行合乎逻辑的分析,那么青年教师对科研的认识就会产生质的飞跃。同样,如果青年教师在定性研究过程中懂得观察、访谈、问卷设计等应遵循的理论基础以及应该注意的问题,那么其研究方法就会更加客观真实。由此可以看出,青年教师在科研认识上要实现从感性到理性的飞跃,必须在教学实践中勇于实践科研方法,这也是青年教师提升科研认识和科研水平的一个重要途径。
四、青年教师提升科研能力的意义
(一)有助于提高自身专业素质
大学教师具备科研素养是教师专业素质中的一项基本要求,青年教师是高校未来的主力军,具备较高的科研素养不仅仅是教学工作对每个教师的基本要求,也是高质量完成教学工作的基本保障。目前,高校青年教师主观科研意识还有待进一步加强,知识结构还不尽合理,文科院校毕业的教师在科研方法和统计学方面的知识比较欠缺,理工科院校毕业的教师在人文知识上也有待加强。总体上而言,我国高校科研成果数量增加很快,但高水平科研成果还不多,科研质量还有待提高。如果所有青年教师都能在课堂教学之余抓紧时间开展科研工作,高校青年教师的整体科研素养和科研水平一定能够得到有效的提升,高水平科研成果就会不断涌现。
(二)有益于学生的学习
适量的科研工作对教学具有促进作用,青年教师开展科研工作有益于学生的学习。科研工作可以使青年教师站在本学科领域的知识前沿,可以将最新的科研成果运用到自己的教学过程中,在科研工作的指导之下不断改进和完善教学工作。青年教师要意识到自己对科研工作的正确认识会对学生产生积极的影响作用,同时也能够潜移默化地影响学生对科研工作的认识和兴趣。学生科研认识的增加、科学兴趣的增长,不仅促进学生科研意识和科研思维的培养,也促进学生学习的深入,从而实现科研工作与教学工作的有机结合。
(三)有益于提升教学工作整体水平
如果一个教学部门的所有青年教师都对科研工作有正确的观念,具有较强的科研意识和较高的科研水平,相信他们一定能够用正确的教学方法来指导自己的教学工作,该部门的科研和教学水平就会得到极大提高,学生也会从教师的科研工作中获得收益。一个具有科研意识和思维的领导团队不会要求青年教师为了科研而科研,更不会鼓励脱离实际和任何没有实际意义的科研,而是注重科研工作和教学工作的相互促进,其结果必将对我国高等教育事业,特别是高质量人才培养工作产生积极的促进作用。
[参考文献]