研究人員確定了人腦中的超級(jí)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)

當(dāng) NASA 設(shè)法計(jì)算出火箭軌跡的時(shí)間和速度時(shí)，你印象深刻嗎?奧斯陸大學(xué)的一項(xiàng)新研究表明，你的大腦有一個(gè)“書(shū)呆子中心”，能夠進(jìn)行更復(fù)雜的計(jì)算。

如果在你上班的路上遲到了，你看到公共汽車(chē)來(lái)了，然后拿著你的咖啡跑去趕它，你可能打敗了美國(guó)宇航局。大腦中的神經(jīng)細(xì)胞會(huì)執(zhí)行數(shù)十億次復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算來(lái)計(jì)算出你的速度、位置和方向。多年來(lái)，大腦計(jì)算這些參數(shù)的能力一直是個(gè)謎。

經(jīng)過(guò)五年對(duì)連續(xù)吸引子網(wǎng)絡(luò)或 CAN 理論的研究，Charlotte Boccara 和她在奧斯陸大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所的科學(xué)家小組，現(xiàn)在在挪威分子醫(yī)學(xué)中心 (NCMM)，已經(jīng)取得了突破。

“我們是第一個(gè)明確確定人腦實(shí)際上包含 CAN 理論提出的‘書(shū)呆子細(xì)胞’或‘超級(jí)計(jì)算器’。我們發(fā)現(xiàn)了同時(shí)編碼速度、位置和方向的神經(jīng)細(xì)胞，”說(shuō)博卡拉。

1,400 個(gè)神經(jīng)細(xì)胞

Boccara 分析了分布在多個(gè)大腦區(qū)域的大鼠中記錄的 1,400 個(gè)神經(jīng)細(xì)胞。與博士一起。Davide Spalla 和研究員 Alessandro Treves 的同事，她最近在Nature Communications上發(fā)表了一篇題為“海馬旁回路中的角和線速度細(xì)胞”的文章。

“我們?yōu)槔鲜笈鋫淞藥в蟹浅１〉碾姌O的小型腦探針，可以讀取它們的大腦活動(dòng)。之后，它們可以在迷宮中自由移動(dòng)以尋找好吃的東西。我們可以用相機(jī)跟蹤它們的動(dòng)作，從而將它們的動(dòng)作與我們記錄的許多神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)，”Boccara 解釋說(shuō)。

Boccara 的研究小組使用一種先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析形式來(lái)徹底調(diào)查幾個(gè)大腦區(qū)域的所有皮質(zhì)層發(fā)生的情況。這涉及對(duì)大量數(shù)據(jù)集的系統(tǒng)檢查。這項(xiàng)新研究是 John O'Keefe、May-Britt 和 Edvard Moser(2014 年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng))開(kāi)創(chuàng)性工作的延續(xù)，這表明單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞可以編碼導(dǎo)航坐標(biāo)系統(tǒng)——大腦的 GPS系統(tǒng)。

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