互连神经元高清资源
每个人的大脑由上千亿个神经元组成,每个神经元都与成千上万的其他神经元连接,神经元及其错综复杂的连接共同形成了一个庞大的“互联网”,构成了行为和认知的基础。科学家们由此提出了一个叫做“连接组”(connectome)的概念,用来综合概括神经元和脑区是如何相互连接的。
神经元通过突触连接,大脑的神经元通过称为突触的轴突-树突相互连接以发送和接收信号,比如饥饿信号或者是能量补给信号,神经元通过电信号进行交流,动作电位导致突触释放神经递质,这些小分子与树突上的受体结合,打开导致电流流过神经元膜的通道,当神经元接收到时空突触输入的“正确”组合时,它会启动动作电位。
所谓“群体编码”,是指神经元集群共同完成对特定信息的编码工作,并作为一个整体实现特定的功能。例如,编码我们整个视野内的视觉画面,需要视觉皮层数以百万计的神经元在不同的信息特征通道上(例如空间位置、朝向、对比度、空间频率、时间频率、深度、颜色等),通过群体的分工合作来实现。又比如,要记住女朋友的手机号码,需要记忆相关脑区中不计其数的神经元相互连接,并在未来需要时再次被共同激活。类似的案例数不胜数,而大脑的复杂高级功能基本上都离不开群体细胞的分工协作与共同编码。因此,想要解析像大脑这样复杂的计算系统,最终还是需要科学家们对“群体编码”进行透彻的研究。
DePaola还在新加坡的杜克-新加坡国立大学医学院运营一个研究团队,致力于研究人类神经元细胞如何相互连接,以及在发育障碍中这些连接如何受到破坏。他的团队曾把人类iPS细胞制得的锥体神经元细胞移植至成年小鼠的大脑体感皮层[6]。
还有一些研究小组正在研究脑部更大的动物的连接组,比如昆虫、鱼类、哺乳动物等,不过由于神经元数量太多,主要研究方法是对大脑进行分区后单独研究,会导致无法重建那些跨空间且相互连接的大脑区域。