科學突破！物理學家推翻了一個關於大腦如何工作的100年的假設

人類的大腦中包含了大約80多億個神經元，每個神經元都與其他細胞相連，形成了數萬億的突觸。

這些數字令人難以置信，但是每個神經細胞對大腦功能的貢獻仍然是一個爭論的領域。一項新的研究推翻了一項關於神經元「火」到底是什麼產生的假設，提出了一些神經紊亂的新機制。

以色列Bar-Ilan大學的一組物理學家進行了一項實驗，實驗對象是在一種培養基中生長的大鼠神經元，以確定神經元對從其他細胞接收到的信號的反應。

為了理解這一現象的重要性，我們需要追溯到1907年，當時一位名叫路易斯·拉皮科的法國神經學家提出了一種模型，用來描述神經細胞的細胞膜電壓如何隨著電流的增加而增加。

一旦到達一定的閾值，神經元就會與一個活動的峰值發生反應，在此之後，膜的電壓重置。

這意味著神經元不會發送信息，除非它收集足夠強大的信號。

在這個問題上，拉皮克的方程式並不是最後一個詞，也不是很遠。但是，在隨後的描述中，他的集成和火災模型的基本原理仍然相對沒有受到挑戰，今天它成為了大多數神經元計算方案的基礎。

根據研究人員的說法，這個想法的漫長歷史意味著很少有人費心去質疑它是否準確。

「我們使用一種新的實驗裝置得出了這個結論，但原則上，這些結果可能是使用自上世紀80年代以來的技術發現的，」首席研究員Ido Kanter說。

「這種根植於科學界100年的信念導致了幾十年的延遲。」

實驗從兩個角度探討了這個問題——一種是基於當前應用於神經元的確切位置來探究活動峰值的性質，另一種則是觀察多個輸入對神經放電的影響。

他們的研究結果表明，接收信號的方向可以使神經元的反應發生變化。

來自左邊的微弱信號來自右邊的微弱信號不會結合在一起來產生一個觸發脈衝的電壓。但是來自特定方向的單個強信號可以產生一個消息。

這可能是一種新的方式來描述所謂的空間總和，這可能會導致一種新的分類神經元的方法，根據特定的方向，根據它們如何計算傳入信號或它們的解析度有多高來分類它們。

更好的是，它甚至可能導致一些發現，解釋某些神經紊亂。

在一項研究的背後，不要把一個世紀的智慧拋諸腦後，這很重要。研究人員還承認，他們只研究了一種叫做錐體神經元的神經細胞，為以後的實驗留下了足夠的空間。

但是，微調我們對單個單元如何結合產生複雜行為的理解可能會擴展到其他研究領域。通過神經網路來激發未來的計算技術，識別大腦細胞中的任何新天賦可能會有一些相當有趣的應用。

這項研究發表在科學報告上。

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