我们希望将大脑视为计算机:处理输入并吐出输出的物理系统。但显然,你的耳朵之间的内容与你的笔记本电脑之间的相似之处很少。

计算机科学家知道计算机存储和处理信息的亲密细节,因为它们设计和构建它们。但神经科学家没有建造大脑,这使得它们有点像他们发现的一块外星技术,并试图逆转工程师。

在这一点上,研究人员已经相当好地编目了这些组件。我们知道大脑是一种庞大而复杂的细胞网络,称为神经元通过电气和化学信号进行通信。弄清楚的是什么如何这个网络是对世界的意义。

为此,科学家通过听其神经元烧制的聊天来促进大脑中的活动的行为。如果一个人在一个人吃巧克力时,那么在一个地区的神经元变得粗糙,那么这些细胞可能正在处理味道或引导咀嚼。这种方法主要集中在神经元火灾的频率上 - 即他们在给定的时间内射击的频率。

但单独的频率是一种不精确的措施。多年来,对大鼠的研究表明什么时候神经元相对于他们的同伴 - 在空间的导航期间 - 也可以编码信息。这种过程,其中一些神经元的时序随着他们的邻居越来越多地增长,被称为“相位进步”。

如果阶段进样在哺乳动物中普遍存在,则尚不清楚,但最近的研究发现它在蝙蝠和土豆组中发现了它。现在,一个新的研究表明它也发生在人类中,加强阶段预防的情况可能发生在物种中。

新的研究还发现了空间任务之外的阶段进展的证据,贷款对这个想法的一些重量可能是在整个大脑中学习的更一般的过程。

本文在期刊上发表细胞上个月由哥伦比亚大学的研究人员领导着神经科学家和生物医学工程师Josh Jacobs。

研究人员说,需要更多的研究来肉体肉体在大脑中的作用,以及如何或者如果它有助于学习仍然不确定。

但对于萨拉曼·卡萨姆,一个博士后的Jacobs团队和铅作者的博士学位,模式诱人。“[阶段Prepsion]如此突出和普遍存在的啮齿动物大脑,使您认为您想要假设这是一个更广泛的机制,”他告诉Quanta杂志这个月。

大鼠脑大脑

几十年来研究了大鼠的阶段预防,但由于几个原因,在人类中挖掘它是更长时间的。对于一个,在神经元水平的人类中,研究人类更具挑战性,因为它需要在大脑中深处放置电极。此外,我们的大脑活动模式是彩色地板,更复杂,使它们更加复杂于未解除。

为解决第一次挑战,该团队分析了13例耐药性癫痫患者的神经聊天十年历史记录。作为其治疗的一部分,患者有植入电极,以在癫痫发作期间映射活性风暴。

在一次测试中,他们在笔记本电脑上导航了一款二维虚拟世界 - 就像一个简单的视频游戏。他们的大脑活动被记录,因为它们被指示在矩形轨道周围的周边围绕六个商店驾驶和下降“乘客”。

该团队通过这项活动梳理,以获得阶段的提示。

大脑的有源区倾向于以稳定的速度发射。这些节奏,叫做脑电波,就像节拍器或内部时钟。当各个神经元在附近的主要脑波中脱离步骤时,发生阶段的进攻。在空间的导航中,如本研究中,一种特定类型的神经元,称为“置位细胞”,早先触发与其同伴相比,作为对象的方法和通过一个地区。它最终射击最终链接在链中下一个地方的临时射击,加强两者之间的突触并通过空间编码路径。

在大鼠中,θ在海马中的波浪,这是一个与导航相关的区域,是强大而清晰的,使得更容易拾取。在人类中,它们较弱,变量更大。因此,该团队使用巧妙的统计分析将观察到的波浪频率扩展到范围内。这就是阶段预先突出的时候。

该结果与大鼠的现有导航研究排列。但该团队进一步走了一步。

在大脑的另一部分,额叶皮质,它们在神经元发现阶段预防不是参与导航。随着主题在其中一家商店逐步下降的目标,这些细胞的时间与他们的邻居逐渐落下。该指示的阶段进程还可以编码导致目标的步骤序列。

因此,调查结果延伸到人类的阶段进修以及大脑中的新任务和地区。研究人员表示,这表明这种现象可能是一种通过时间编码经历的一般机制。的确,其他研究- 最近且尚未进行对等审查 - 验证这一想法,将其与声音,气味和一系列图像的处理联系起来。

而且,顶部的樱桃,该过程压缩了对单个脑波的长度的体验。也就是说,一项需要秒的经验 - 说,一只大鼠通过真实世界中的几个地方移动压缩到一秒钟的一小部分它将相关的神经元按顺序射击。

从理论上讲,这有助于解释我们如何快速地学习这么少的例子。一些人工智能算法斗争。

然而,随着研究的诱惑,参与该研究和其他研究人员的团队都认为,吸引明确结论仍为较早。人类如何快速学习的其他理论,并且可能的阶段进程是大脑功能与其信息处理的驾驶员相反的方式的文物。

也就是说,结果是更严重的调查标准。

“任何看着大脑活动的人都知道,我们所知道的是,它通常是一个混乱的,随机的混乱,”Qasim告诉有线上个月。“所以当你看到一些顺序出现在那个混乱中时,你想归于某种功能目的。”

只有时间才能判断该订单是否是基本神经算法或其他东西。

图像信用:丹尼尔弗朗西沙/uns

杰森正在管理奇点集线器的编辑。斯洛伐克捷克比分直播他在科学和技术前进行了关于金融和经济学的研究和写作。他很好奇几乎所有东西,悲伤,他只知道一小部分一切。