大腦比我們想象要復(fù)雜100倍議論文
最近一項(xiàng)由UCLA的科學(xué)家們做出的研究可能能夠改變我們此前對(duì)人類大腦的認(rèn)知。這一變化也許會(huì)對(duì)神經(jīng)紊亂以及人工智能的開發(fā)起到重要的影響。
該研究的重點(diǎn)在于大腦神經(jīng)軸突的結(jié)構(gòu)域功能。神經(jīng)元是體積較大的樹狀結(jié)構(gòu)，由胞體以及上面長(zhǎng)出的若干突觸構(gòu)成。此前研究者們一直認(rèn)為神經(jīng)元的'信號(hào)首先由胞體發(fā)出，而軸突僅僅是將上述信號(hào)被動(dòng)地轉(zhuǎn)移到其它神經(jīng)元中。但這一假說(shuō)還沒(méi)有真正被檢驗(yàn)過(guò)。這一過(guò)程也與記憶的產(chǎn)生以及儲(chǔ)存息息相關(guān)。
然而，UCLA的研究者們發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元的軸突并不僅僅是被動(dòng)傳遞信號(hào)的功能。他們的研究表明在動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中突軸突能夠主動(dòng)地激活，相對(duì)胞體能夠產(chǎn)生10倍以上的樹突。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了現(xiàn)有的觀點(diǎn)，即胞體產(chǎn)生的分支才是理解、記憶以及學(xué)習(xí)過(guò)程中的大腦活動(dòng)的根本。
相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最近一期的《science》雜志上。
研究者們同時(shí)發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元的軸突能夠產(chǎn)生明顯的電壓的波動(dòng)，這與胞體所產(chǎn)生的"有"或"無(wú)"的信號(hào)相比更加的復(fù)雜，所能夠代表的信息也會(huì)更加豐富。
由于軸突相比神經(jīng)中樞來(lái)講體積達(dá)到100倍之多，因此作者認(rèn)為軸突產(chǎn)生的樹突狀結(jié)構(gòu)意味著大腦相比我們此前所認(rèn)知的要復(fù)雜100倍。
此前關(guān)于大腦切片的研究表明軸突確實(shí)能夠產(chǎn)生樹突，但在生理環(huán)境下能否發(fā)生相似的現(xiàn)象此前并不清楚。一些大鼠水平的研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)將電極放在軸突中進(jìn)行檢測(cè)會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞的死亡，但UCLA的研究者們采取了更加精細(xì)的研究手段，他們將探測(cè)電極放在靠近軸突的邊緣，這樣能夠有效避免細(xì)胞死亡的現(xiàn)象發(fā)生。
利用上述技術(shù)，研究者們檢測(cè)了大鼠4天中活動(dòng)時(shí)的樹突狀細(xì)胞的活性。他們發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元的軸突相對(duì)于胞體的活性更加的明顯：大鼠睡眠時(shí)軸突的活性為胞體的5倍，清醒時(shí)則達(dá)到了10倍之多。
這一研究揭示了大腦的復(fù)雜性，改變了我們以往對(duì)大腦固有屬性的認(rèn)知，同時(shí)也將有助于神經(jīng)性疾病的治療。
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