美國一項新研究發現,老鼠大腦一小塊區域中的神經系統類似網際網路結構。這對大腦神經系統是個分等級結構的傳統理論提出挑戰。
新發現
美國南加州大學神經系統科學家拉里·斯旺森和理查德·湯普森隔離起老鼠大腦中與愉悅和獎勵相關的伏核區,在同一點同時注入兩枚「示蹤劑」,分別用於顯示訊號去向和**。
「示蹤劑」跟隨訊號移動,但不會干擾訊號移動,能發光,可在顯微鏡下觀察到。
他們發現,訊號在乙個個圈組成的網路中移動,這個網路「不是乙個有上下之分的等級架構」。
湯普森花費8年多時間發明和完善這次研究所用示蹤方法。
其他示蹤方法大多只能在乙個位置跟蹤乙個方向乙個訊號。
「我們可以在同乙個動物身上同時觀察乙個大腦迴路中的4個連線,」斯旺森說。
學術界假設過大腦中神經系統類似網際網路結構,但先前沒有實驗證實過這種假設。
研究報告由《國家科學院院刊》(pnas)發表。
舊理論
研究人員先前認為,大腦中的神經系統好像乙個大企業,可以繪成乙個從中樞部門分叉到下面乙個個小部門的直線聯絡圖。
英國廣播公司(bbc)8月11日援引斯旺森的話報道:「『從上到下理論』在已有實驗神經科學文獻中占有驚人的統治地位,這一理論可上溯至19世紀。」
斯旺森說,大腦中網際網路式結構的存在可以解釋大腦能克服區域性損傷的現象,「你可以拿掉網際網路任何乙個單獨部分,但網路其他部分照常工作」,神經系統同樣,沒法說某一部分絕對不可或缺。
下一步
斯旺森說,眼下至少在老鼠大腦伏核發現不同以往認為的神經系統結構,今後可以用這次研究中使用的示蹤法觀察其他部位,最終繪出整個大腦神經網路圖。
斯旺森說,繪製整個大腦神經網路圖是個無比複雜的工作,目前不能肯定這個圖對解答意識和認知方面難題會產生何種影響。
「不過,好比人類
基因組 專案。人們相信找出人類脫氧核糖核酸(dna)完整序列是研究生物學的一塊基石,無論花費多長時間都要完成這項工作,」斯旺森說。
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