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震惊!神经元百年假说被打破!

 图书馆三千零一 2018-01-06

神经元

导  读


神经元是组成我们大脑的基本计算元件。其数量约为一万亿兆,类似于中型硬盘中的万亿比特。目前公认的神经元计算方案将每个神经元都作为一个集中式可兴奋元件发挥作用。神经元从连接的神经元通过多个端子累积其输入的电信号,并在达到阈值时产生称为尖峰(spike)的短电脉冲。而近期物理学家的一项研究则打破这项百年假设。


巴依兰大学物理系艾都·坎特教授领导的科学家团队利用新型实验手段进行神经元培养,证明了这个有关大脑活动的百年古老假设是错误的。

 

而发表在“科学报告”杂志上的一篇文章中, 与传统观点不同,研究人员指出每个神经元是作为可兴奋元件的一个集合发挥作用,并且其中每个可兴奋元件对输入信号的来源方向敏感。来自不同方向的两个弱信号输入(例如“左”和“右”)并不会相加以产生尖峰,而来自“左”的强信号输入会产生与来自“右”的强信号输入不同的尖峰波形。

 

“我们使用一个新的实验装置得出了此结论,但是原则上来说使用上世纪八十年代以来的技术就应该可以发现这些结论的。已经存在于科学界100年的错误观念导致了这个结论的到来延迟了几十年” 坎特教授和他的团队成员们(包括希拉·萨迪,罗尼·瓦尔迪,安东·希林和阿米尔·戈尔登塔尔)这样说道 。

 

新的研究结果要求跳出传统框架来重新审视神经功能,特别是对退行性疾病起源的研究。类似于整个人体的扭曲,不能区分“左”和“右”信号输入的神经元可能是研究这些疾病起源的起点。

 

对神经元计算方案的新认识引起了对尖峰分选技术的质疑,该技术目前正活跃于成百上千个神经科学实验室和研究中心。这种方法主要是为了克服同时测量多个神经元活动的技术障碍而研发的,它假设每个神经元倾向于发射一个特定波形的尖峰作为自己的电子签名。然而,坎特实验室的研究现在正质疑着这个耗费庞大科学精力及资源所产生的假设。



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