思考时的沉默:人脑中特殊的神经元间网络
对人脑的分析是神经科学的核心目标。然而,由于方法上的原因,研究主要集中在模型生物,特别是小鼠。现在,神经科学家利用从神经外科干预中获得的组织,对人类神经回路有了新的认识。三维电子显微镜数据显示,与小鼠相比,人类的中间神经元网络出现了新的扩张。在人类皮层中发现这一突出的网络组成部分,鼓励进一步详细分析其在健康和疾病中的功能。
乍一看,老鼠和人类的大脑惊人地相似:形成我们大脑的神经细胞具有非常相似的形状和性质,电激发的分子机制高度保守,在其他物种中发现的许多生物物理现象似乎也适用于人类人类的大脑.马克斯·普朗克大脑研究所(法兰克福)主任莫里茨·赫尔姆施塔特(Moritz Helmstaedter)领导了6月23日发表在该杂志上的这项新研究,他说:“所以,主要是因为我们的大脑大了1000倍,拥有1000倍多的神经细胞,让我们能够下棋和写儿童书籍,而老鼠可能做不到这些吗?科学.
通过分析神经网络Helmstaedter和他的团队在小鼠、猴子和人类的大脑组织活检中绘制了它们的完整结构,即所谓的连接体,他们发现人类的皮层网络已经进化出了一种新的神经元网络类型,而这在小鼠中基本上是不存在的。这个神经网络依赖于丰富的连接抑制性中间神经元.
慕尼黑工业大学的神经外科医生汉诺·塞巴斯蒂安·梅耶(Hanno-Sebastian Meyer)和他的团队对神经外科干预进行了活组织检查,研究人员利用三维电子显微镜绘制了人脑样本中约100万个突触的图谱。他们的数据显示,在人类中,中间神经元(在人类中丰富)彼此连接的意外偏向,而主神经元的神经支配(突触连接)在很大程度上保持相似。该研究的主要作者之一Sahil Loomba说:“这表明神经元之间的网络几乎扩展了10倍。”
“中间神经元约占皮层的四分之一到三分之一神经细胞它们以一种非常奇特的方式表现:它们高度活跃,但不是为了激活其他神经元,而是为了让它们沉默。就像幼儿园的看门人或博物馆的警卫一样:他们非常辛苦和高耗能的活动是保持他人的和平、安静,”Helmstaedter解释道。“现在想象一下,一个房间里都是博物馆保安,他们都让彼此保持沉默。这就是人类大脑开发了!”
但这意味着什么呢?理论研究表明,这种消音器网络可以延长最近事件在神经元网络中保存的时间:扩大工作记忆。事实上,更长的时间是非常合理的工作记忆会帮助你处理更复杂的任务,拓展你的推理能力。”这一新发现表明,人类首次出现了清晰的网络创新,值得进一步深入研究。他补充说,“它也可能是一个病理变化的地方,必须在神经精神障碍的背景下进行研究。最后但并非最不重要的是:今天的主要人工智能方法都没有使用这种神经元之间的网络。”
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