有助了解大腦如何識別外界刺激
本報華盛頓12月16日電 美國神經(jīng)認識基礎研究中心科學家稱,,他們成功地發(fā)現(xiàn)了人類大腦的“動態(tài)連接”機理。大腦在“動態(tài)”狀態(tài)下,,神經(jīng)網(wǎng)能飛速連接,,以便更敏銳地感覺和認識外來的刺激,。
大腦工作的分析,將有助于解釋例如為何人們注意到一種氣味后,,大腦就能迅速判斷出該氣味來自何種物質(zhì)等現(xiàn)象,。研究負責人、卡耐基梅隆大學生物學副教授內(nèi)森•爾本說:“如果你將大腦視同一臺計算機,,那么神經(jīng)元間的連接就是大腦的運行軟件,。我們的研究顯示,生物軟件如同一函數(shù),,它隨系統(tǒng)接收輸入量的變化而快速變化,。”
當人們遇到外界刺激如氣味時,許多神經(jīng)元開始發(fā)出信號,。但眾多神經(jīng)元同時發(fā)出信號并非好事,,因為這會導致大腦難以準確解釋該現(xiàn)象的成因。此時,,大腦會產(chǎn)生側向抑制,,在此過程中,受刺激的神經(jīng)元會向相鄰的神經(jīng)元發(fā)出停止發(fā)信號的訊息,,從而降低背景噪音,,讓大腦方便且準確地識別外界刺激物。
在研究過程中,,爾本和同事重點分析了大腦嗅球中產(chǎn)生側向抑制的過程,。他們發(fā)現(xiàn),事實上,,神經(jīng)元連接并不是事先設定的,,而是針對外界刺激物的特殊模式而發(fā)生動態(tài)變化。實驗中,,他們了解到當嗅球中的興奮神經(jīng)元以相互關聯(lián)的方式發(fā)出信號時,,就確定了具有特點功能的連接。
研究人員認為,,當大量神經(jīng)元因外界刺激而作出反應時,,動態(tài)連接加強了側向抑制,濾除掉其他神經(jīng)元中的背景噪音,。于是,,大腦能更加清楚地識別刺激物,并將它同其他類似的刺激物區(qū)分開來,。
爾本表示,,動態(tài)連接機理解釋了為什么人一進入房間,,就能辨別出有花的氣味。而當繼續(xù)聞辨時,,他能確認的確是花的氣味,,甚至能更確切地知道是玫瑰的氣味。爾本同時認為,,通過了解大腦這種行為,,人們能夠?qū)⒃摍C理應用到人腦面臨的其他問題中。