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克日,来自加州大学洛杉矶分校的研究者对神经元树突的结构和功效举行了剖析。树突是从神经元细胞体发出的分支状结构。为了举行交流,神经元细胞体会发生短暂的电脉冲,此前的研究以为,树突的活跃正是受到这些电脉冲的刺激,它们也被动地将电流传递给其他细胞体。
然而,新研究发现情形并非如此。研究者发现,自由流动动物的大脑中,树突具有电活性,并且能发生比细胞体多10倍的电脉冲。“神经组织的90%以上由树突组成,”论文主要作者、加州大学洛杉矶分校的神经生理学家马扬克·梅塔说,“它们比细胞体更活跃,这从根本上改变了我们对大脑盘算信息方式的认知。另一方面,这可能为领会和治疗神经性失调,以及开发似大脑盘算机提供辅助。”
研究者示意,树突其实是一种杂合体,能同时举行模拟盘算和数字盘算。这意味着它们与纯粹的数字盘算机有着根本性的差别,而是类似于模拟量子盘算机。“神经科学中一个基础的看法是,神经元其实是数字装备,它们发生或不发生电脉冲,”马扬克·梅塔解释道,“这些效果显示,树突并没有完全像一台数字装备。树突确实会发生数字化、全或无的电脉冲,但它们也会泛起较大的,不是全或无的模拟颠簸。这一效果与神经科学家60年来信赖的看法有着伟大分歧。”
树突在体积上比神经元中央大100倍,这意味着它们能发生异常大量的电脉冲,也表示大脑拥有的盘算能力比科学家原先以为的强100倍。只管其他研究者已经发现树突能发生电脉冲,但他们并不确定这一历程是否会发生在自然行为中,以及发生的频率若何。
为了找到这些问题的谜底,研究者对大鼠神经元树突的流动举行了长达4天的丈量。这些大鼠可以在一个伟大的迷宫内自由流动。研究者考察了大鼠后顶叶皮层的流动情形,该区域在动作的组织中发挥着关键作用。效果显示,该区域树突的电活性远高于细胞体。
由于技术上存在的难题,对大脑功效的研究更多地是关注细胞体。研究人员示意,这项研究将改变我们对大脑工作方式的熟悉:大脑的所有决议并不仅仅来自神经元细胞体。“我们的效果显示,树突做出决议的情形要比细胞体频仍得多,而且这种盘算并不仅仅是数字化的,也可以是模拟的,”马扬克·梅塔说道。