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人脑中，信息靠神经元之间的电信号进行传递，在这个过程中，树突起到了决定性的作用。 人类之所以聪明，不仅仅是因为我们有更多的神经元和更大的皮层范围。从根基来说，神经元的行为也不尽相同。人脑的神经元有大量的电生理分区，这些小单位也相对更加独立，这就让单个神经元的计算能力潜在增加了。” 单个神经元的结构就像一棵树，从庞杂的树突分支接收信号后汇总传达到远端的胞体，正是有这样的大型神经元网络间相互交流，我们才产生了思想和行为。而胞体接受的电信号强度一部分取决于沿途经过的树突长度，在传递的过程中信号逐渐变弱，因此距离胞体较远处传来的信号对胞体影响也相对较弱。 科学家们不断探索树突长度是如何影响其电生理性质的。他们对比了癫痫病人手术切除的前额叶脑组织与大鼠脑树突的电活动，此外为了能探到病变脑区，外科医生不得不从前颞叶区域移除了一小块组织。 大量的研究使我们有理由相信，树突的电生理性质差异可能是人脑计算效能优于其他生物的一大原因，还可能是人与人之间的聪明差异的原因之一。 研究者们发现，由于人类树突跨越较远距离，当信号从皮层 I 层树突传至皮层 V 层胞体时减弱程度远远大于大鼠皮层中的减弱程度。 此外，人与大鼠树突有相近数量的离子通道（负责调节神经电流），然而由于人类树突较长，树突密度也相应变低。Harnett 团队还提出了一种生物物理模型，以解释树突密度差异是人鼠树突电生理活动区别的一项原因。 Howard Hughes 医学研究所 Janelia 研究院的科研项目主管 Nelson Spruston 评价此项研究为“值得瞩目的成果”。 “这是迄今为止对人类神经元生理性质最为谨慎细致的研究。像这种研究，即使是对小鼠和大鼠来说，技术要求都非常高；能在人类身上做出这些结果真的非常惊人。”Spruston 说道。 然而我们仍有问题待解决：这些差异是如何影响人类脑力的？Harnett 的假设是，这些神经元电生理的差异使得更多区域的树突对传入信号施加影响，因此单个神经元能完成更为复杂的信息计算。 “对于一小块人类或者鼠类的皮层来说，人脑结构相比鼠脑能更加迅速地完成更多计算。” MIT 的神经学家Harnett 解释道。 他还进一步补充说，人脑神经元和其他物种神经元之间还有许多其他方面的差异，这就使得突触电生理性质的效果更难分析。未来，Harnett 希望能进一步精细探究电生理性质的影响，以及它们是如何与人神经元其他特性相互作用来产生高效计算力的。 无论如何，人类已经开始了从大脑的神经层面，来干预和改善人类大脑本身的运行质量，虽然科学探索任重而道远，但其研究及应用的广阔空间是显而易见的。 |
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