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人脑和猴脑之间存在“软件”差异

科普小知识2022-04-22 11:45:16
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根据英国杂志《自然》最近的一篇报道,作为“万物之灵”,大脑与其他动物,尤其是“近亲”猴子有何不同?神经科学家利用追踪单个神经元的技术,首次发现了人脑和猴脑之间的“软件”差异:人脑牺牲鲁棒性来提高信息处理的效率。这项最新研究有助于揭示人类智力和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实践。

研究人员在最新一期美国期刊《细胞》上报道了这一结果。稳健性是神经元信号如何同步的一种度量。几十年来,神经科学家已经发现了人脑和其他灵长类大脑在解剖和硬件方面细微而重要的差异,而最新的研究揭示了两种大脑在信号处理方面的差异。

在最近的研究中,以色列魏茨曼科学研究所的罗尼·帕斯和美国加州大学洛杉矶分校的神经外科医生伊扎克·弗里德共同分析了一些因需要在大脑中植入电极进行治疗的癫痫患者大脑中神经元的活动特征,并将分析结果与5只猕猴大脑的结果进行了比较。

结果表明,人脑神经元处理信息的效率较高。但是猴脑神经元有更好的同步性和鲁棒性。帕斯认为这是合理的。例如,在老虎的情况下,猴子需要大脑总是做出稳定的逃跑反应。对于更高级的人来说,大脑可以全面分析来自环境等各个方面的信息,并做出更周到的反应。

然而,研究人员也指出,这种以鲁棒性为代价获取效率的方法也给人类带来了一些问题。例如,包括抑郁症在内的一些精神疾病可能与人类大脑神经元在特定时间不能稳定同步工作有关。

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,而关于猴脑的数据又非常多,以前的一些研究往往假设人脑的某些操作模式与猴脑相同,现在他们意识到了两者的区别,这对未来的脑科学研究具有重要意义。