人脑不是大个的鼠脑 每个细胞都如微电脑

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【大纪元2018年10月25日讯】(大纪元记者张妮编译报导)本月新发表在《细胞》期刊上的研究发现,人类的大脑不是仅比动物大脑“大”而已,其神经元的工作方式与动物大脑有着本质的不同——人类大脑的每个细胞可以像一个微电脑一样独立工作。

这份研究的主要作者、麻省理工学院(MIT)的Mark Harnett说,人类神经元上面的树突结构比啮齿动物的要长很多,上面有着更多互相独立的信号处理区间,这使得人脑的神经细胞比动物的有着更强的运算能力。

据《科学美国人》(Scientific American)报导,虽然早在100多年前,西班牙神经学家Santiago Ramón y Cajal已观察到了人类和动物神经元的相似和不同之处,但都是从解剖学角度的理论认识。由于人脑活体组织的难以获取,人脑神经元电流信号的工作机制长期以来都是谜。

然而这份研究中,在麻省总医院(Massachusetts General Hospital)神经学家Sydney Cash的帮助下,研究人员得到了一些癫痫病人的大脑活体组织进行实验。由于人类组织样本只能存活几天,研究者们每次需要连续48小时接力工作。

他们一共检视了来自9位病人和30只老鼠的大脑切片,录制神经活动电流信号。

树突是从神经元的细胞本体发出的多分支突起,为神经元的输入通道,其功能是将自其它神经元所接收的电信号整合传送至细胞本体,以决定此神经元将产生的动作电位强度。

Harnett把树突区间比做弹子锁的锁簧:越复杂的锁,锁簧越多,所需的钥匙也越复杂。人类的树突就需要特定的“钥匙”信号才能影响到神经细胞本体。最终来说,人类树突的特性赋予神经元比动物更强的运算能力。

不过,研究者们对这些树突实际进行运算的过程还不清楚。一些科学家猜想,一种可能是树突内的电信号能侦测到不同信号的发生,比如一朵玫瑰的香味和形态。除此之外,树突可能还负责把这些信息整合后储存起来。

当然,这些设想还未得到实验的证实。但是没有参与这份研究的同行、伦敦大学学院(University College London)的神经学家Michael Hausser说,这份研究“是探索人类树突新纪元的第一步,对于了解人类大脑的工作至关重要”。

也没有参与这份研究的Cajal研究所(Cajal Institute)的Javier DeFelipe说,很多神经学家的研究都依赖啮齿动物,而这份研究证明了“人类的大脑不是仅比老鼠的大”。◇

责任编辑:朱涵儒

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