人脑和猴脑之间存在“软件”差异 人脑以稳健性换取信息处理高效率

2019-01-24 11:09:10 来源: 科技日报 作者: 刘霞

接受治疗的癫痫患者通常也参与神经科学研究。图片来源:英国《自然》网站

科技日报北京1月23日电 (记者刘霞)据英国《自然》杂志近日报道,人类作为“万物之灵”,大脑运作方式与其它动物,尤其是“近亲”猴子相比有什么不同?神经科学家使用跟踪单个神经元的技术,首次发现了人脑和猴脑的“软件”差异:人脑会牺牲稳健性,以提高信息处理的效率。最新研究有助揭示人类的智力以及对精神疾病的易感性,并更好地将精神疾病动物模型的相关研究转化为临床。

研究人员在新一期美国《细胞》杂志上报告了这项成果。稳健性是衡量神经元信号如何同步的方法。几十年来,神经科学家已经发现了人脑和其它灵长类动物大脑在解剖学以及硬件方面的细微而重要的差异,而最新研究揭示了二者大脑在处理信号方面的差异。

在最新研究中,以色列魏茨曼科学研究所的罗尼·帕斯与美国加州大学洛杉矶分校神经外科医生伊扎克·弗里德携手,利用一些癫痫病人因治疗需要在大脑中植入电极的机会,分析了这些病患大脑中神经元的活动特征,并与5只猕猴大脑的分析结果进行了对比。

结果发现,人脑神经元处理信息的效率更高;但猴脑神经元的同步性和稳健性更好。帕斯认为这符合情理,比如在遭遇一头老虎的情况下,猴子需要大脑总能稳定地作出逃跑反应;而对于更高级的人来说,大脑可以综合分析环境等各方面的信息,作出经过更多思考后的反应。

不过,研究人员也指出,这种牺牲稳健性而获得效率的方法也给人类带来了一些问题,比如包括抑郁症在内的一些精神疾病,就可能与人脑神经元在某些时候不能稳定地同步工作有关。

研究人员还强调,由于收集人脑神经元相关数据的机会很少,而关于猴脑的数据很多,过去一些研究往往假定人脑运作的某些模式与猴脑一样,现在认识到两者之间存在区别,对今后的脑科学研究意义重大。

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责任编辑: 夏青
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