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神經元組成“社交圈”像在“臉書”交朋友

  • 發佈時間:2015-02-06 01:29:44  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  科技日報訊 (記者常麗君)密友圈裏關係鐵,泛泛之交也有用。英國倫敦大學學院和瑞士巴塞爾大學研究人員最近發現,腦中的神經元放電就像一個社交網路,每個神經元都與其他許多神經元建立連接,但最強的連接只存在於少數最相似的神經元之間。相關論文發表在最近的《自然》雜誌上。

  神經元形成網狀的連接,稱為突觸,每個細胞與其他上千個細胞相連。但並非所有突觸連接都一樣,絕大多數聯繫都很脆弱,聯繫密切的只有少數。該研究組長、巴塞爾大學和倫敦大學學院教授托馬斯·馬西克-弗羅傑説:“我們想知道,在那些包含數百萬神經元的複雜網路中,是否有某種法則能解釋它們的行為。我們發現其中一個法則相當簡單,‘志同道合’的神經元之間是強連接,行為不同的神經元之間是弱連接或根本沒有連接。”

  據物理學家組織網2月5日(北京時間)報道,他們集中研究了大腦皮層的視覺區,即從眼睛接收資訊並引起視覺認知的腦區。這裡的神經元會對特殊的視覺圖案起反應,但要把它們的突觸連接區分開來非常困難,因為每個細胞都和幾千個“同伴”緊密糾纏在一起,每立方毫米就有近10萬個。

  研究人員把高解析度成像和高靈敏電學檢測手段結合在一起,發現相鄰神經元之間的連接就像一種社交網路。連接點就像“臉書”(Facebook),讓我們和其他許多熟人相互交往,但大部分人還有個更小的密友圈。這裡的朋友基本都是共同的,他們的意見對我們來説也比其他人更重要。

  “腦中的弱連接彼此影響很小。”馬西克-弗羅傑説,“功能類似的神經元之間形成小部分強連接,卻能對‘夥伴們’發揮最強的影響。這有助於它們共同合作,放大來自外界的特定資訊。”

  但神經元為什麼要建立大量的弱連接呢?論文第一作者李·克塞爾説:“我們認為這可能與學習有關。如果神經元需要改變行為,相應位置的連接就會加強,這或許是為了確保腦內的迅速可塑性。”這樣它就能迅速適應環境變化。

  “本研究揭示了神經元網路是怎樣相互作用,處理資訊的。理解神經元的連接方式有助於將來構建詳細的電腦腦模型。”馬西克-弗羅傑説,“神經元連接機制對於理解神經疾病也非常重要。如果我們知道了腦中的連接模式是什麼樣,就能弄明白出了差錯時,比如精神分裂症或自閉症,是怎麼回事。”

   總編輯圈點

  這樣的神經元網路著實太神奇,它不僅從另一個層面解釋了什麼叫做“物以類聚,人以群分”,又為尋找“志同道合”的朋友,提供了一種新穎的方法。姑且不論這一發現對某些疾病研究有無裨益,單就擇友甚至擇偶這項“功能”,就足以讓人浮想聯翩——未來,兩個陌生人之間的交往,或許不再需要先通過語言的交流,甚至不需要見面,而只是比較一下彼此的神經元網路是否有強連接即可。只是這樣的人際交往會不會太過於功利,甚至太無趣了呢?

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