物理學家顛覆了一個長達百年的假設，並提出神經紊亂背後的新機制

導語：人類的大腦中有80多億個神經元，每個神經元與其他細胞連接，產生數以萬億計的突觸。這些數字令人難以置信，每個單獨的神經細胞對大腦功能的貢獻方式仍然是一個極具爭議性的話題。 最近，一項新的研究推翻了一個爭論長達百年的關於究竟是什麼觸發神經元的假設，並提出了某些神經紊亂背後的新機制。

以色列巴伊蘭大學的一組物理學家對培養的大鼠神經元進行了實驗，以確定神經元如何響應從其他細胞接收到的信號。

為理解其重要性，我們需要將歷史追溯到1907年，當時的法國神經學家Louis Lapicque提出了一個模型，描述了神經細胞膜電壓隨著電流的增加而增加的現象。

圖| 法國神經學家Louis Lapicque

一旦達到一定的閾值，神經元將產生一個動作電位，之後膜電壓複位。

這意味著神經元不會發送一個信息，除非它收到足夠強的信號。

Louis Lapicque整合的神經元觸發模型的基本原理在後來的描述中仍然具有合理性，如今已經成為大多數神經元計算方法的基礎。

研究人員說，在漫長的歷史長河裡，這個想法的準確性很少被人們懷疑。

首席研究員Ido Kanter說：「我們用一個新的實驗裝置得出了這個結論，但原則上，在使用20世紀80年代以來就存在的技術的情況下，這些結果也是有可能被發現的。」

「百年來植根於科學世界的觀念使得這個發現延遲了長達幾十年的時間。」

該實驗分別從兩個角度進行了探索，一是根據電流應用於神經元的位置探索神經元活動尖峰的本質，二是考察多個信號輸入對神經觸發的影響。

他們的研究結果表明，接收到信號的方向對神經元的反應有一定的影響。

來自不同方向的微弱信號將不會共同建立電壓，從而引發活動的高峰。但是從一個特定方向傳導而來的單個強信號就可以引發神經興奮。

這種新方法描述了所謂的空間總和作用，即一種對神經元進行分類的新方法，這種方法根據信號的特定方向，或信號解析度的不同來進行分類。

更好的作用在於，它甚至有利於人們去進一步研究和發現某些神經紊亂狀況背後的根源。

研究人員承認，他們只研究了一種稱為金字塔形神經元的神經細胞，這就為未來更多的實驗留下了充足的空間。

圖|金字塔形神經元

但是，我們對個體單位如何結合起來以產生複雜行為的理解的變化，可能會擴展到其他研究領域。隨著神經網路對未來計算技術的影響不斷加深，腦細胞中的任何新天賦的發現，都可能會引發一系列相當有趣的應用。

編輯 | 向興格

審校 | Soybean

TechPower科技力

熱愛因科技而發生

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！