中國核技術(shù)網(wǎng)訊：近日，一項刊登在國際雜志Cell上的研究報告中，來自哈佛大學(xué)等機構(gòu)的科學(xué)家們通過研究大腦如何忽略或作用于不同的信息和知識，相關(guān)研究或能幫助理解大腦神經(jīng)回路的功能，同時幫助研究人員更好地理解并治療神經(jīng)性疾病。

圖片來源：Kris Snibbe/Harvard file photo

文章中，研究人員發(fā)病了一種新技術(shù)，其能幫助研究人員首次在活體動物大腦中觀察到流經(jīng)神經(jīng)元的電脈沖，實際上該技術(shù)還能幫助研究者了解大腦是如何真正工作的，研究人員利用大腦的頂層來測試其所開發(fā)的技術(shù)，由于光學(xué)工具能利用光來記錄神經(jīng)元何時會放電，目前研究人員只能進行到這一層的研究，研究者Cohen說道，你或許只能看到表面，因為光線進入組織的時間很短，盡管如此，一些科學(xué)家們也認為這很困難。

從傳統(tǒng)上來講，科學(xué)家們能將超薄的玻璃探針隨機插入大腦組織中，他們希望能夠“刺中”神經(jīng)元以便其能夠記錄單個信號，在第一層中，由于細胞過于稀少以至于這種技術(shù)無法有效發(fā)揮作用，研究人員所開發(fā)的技術(shù)能夠照亮每個神經(jīng)元，這樣就能夠有效鎖定并同時分析多個神經(jīng)元的行為和功能。隨著這種光發(fā)生工具記錄了活體小鼠的神經(jīng)信號后，研究人員基于兩種主要的注意力添加了刺激，首先他們輕拂小鼠的胡須，從而激發(fā)一個自上而下的信號使其能報告最新的感覺信息，隨后他們在小鼠臉上吹氣，這就會激活一個自上而下的信號，在該信號中目前已有的知識能夠形成對刺激的感知。

在胡須輕拂實驗中，刺激產(chǎn)生了預(yù)想的結(jié)果，即神經(jīng)元的尖峰信號，但當(dāng)研究人員使用激光人為地刺激相同神經(jīng)元，隨后在加上胡須彈動時，小鼠大腦的神經(jīng)元就安靜下來了，研究者發(fā)現(xiàn)，第一層的神經(jīng)元能在激活和抑制之間保持一種謹慎的平衡性，如果一次觸發(fā)的神經(jīng)元過多，其就會抑制其它神經(jīng)元的活性，這種回路就好像一個新型的檢測器一樣，突然的輸入就會觸發(fā)大部分神經(jīng)元激活，但在持續(xù)輸入的情況下，大部分的神經(jīng)元就會互相抑制并誘發(fā)整個回路幾乎完全關(guān)閉。

吹氣方法為研究者的理論奠定了基礎(chǔ)，為了應(yīng)對吹氣，少量激活最快的神經(jīng)元就會暫停抑制其鄰居的活性，如果刺激足夠有力的話，那么在勝利者迫使其它細胞安靜之前，神經(jīng)元就會突然突起從而爭奪主導(dǎo)地位。研究者Cohen表示，我們設(shè)計出了一種電路模型，基于這種模型，研究人員發(fā)現(xiàn)，第一層神經(jīng)元能夠表現(xiàn)出類似的行為，即一點點自上而下的激活能讓神經(jīng)元喚醒，因此其對感覺輸入更具響應(yīng)性，但過多的刺激會讓回路“凍結(jié)”并忽略傳入的信息。

后期研究人員還將繼續(xù)深入研究揭示第一層神經(jīng)回路工作調(diào)節(jié)注意力的機制，他們希望能夠獲得更多的數(shù)據(jù)來提供關(guān)于神經(jīng)回路工作機制的更多信息，如果研究人員能夠理解胡須反應(yīng)的工作原理，后期他們或許還能夠理解更復(fù)雜的工作機制，比如視覺或聽覺。

(中國核技術(shù)網(wǎng) 責(zé)任編輯：楊洋)