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脑架构:每个细胞都像小型机处理信息一样

科学家们发现,人脑中的每个细胞似乎都具有处理信息的固有能力。通过观察直接取自人类脑组织的神经元,研究人员能够制作出一些单个细胞的电子记录,这可以提供我们智力的洞察力。脑尺寸与我们作为一个物种的成功密切相关 - 就像我们的大脑一样变得更大,我们变得更聪明。然而,正确地研究我们内心正在发生的事情本来就很困难。我们对神经元及其功能的了解大部分来自于对啮齿动物的研究。“检测人类神经元与其他物种不同的假设是非常具有挑战性的,因为它很难获得活的人脑组织,”Mark Harnett解释道,麻省理工学院麦戈文脑研究所的研究员。我们知道人脑中的皮层神经元比其他物种更大。然而,尚不清楚这个大小如何影响突触整合 - 个体神经元处理信息并将其转换为输出信号的过程。在一篇发表在Cell杂志上的研究中,Harnett及其同事研究了人脑细胞是如何工作的。极端的细节。脑细胞由麻省总医院的神经学家悉尼现金提供给团队。他从患有癫痫症的患者中提取它们。这涉及从脑内深处去除组织。 “要做到这一点,我们必须去除覆盖的皮质,”Cash说。 “那个区域o大脑被认为负责高阶认知处理。然后我们拿走那块组织并将其放入专门的人造脊髓液中并将其交给Mark的小组。“在麻省理工学院,研究人员将人脑切成薄片,然后记录个体神经元的电活动。先前的研究表明人类的大脑细胞比大鼠具有更长的树突(树状结构,接受大多数输入)。在观察了电活动之后,研究小组发现人体细胞处理信息的方式与大鼠不同 - 这主要是由于尺寸差异造成的。“这些信号在人体中比在大鼠中传播得更远,导致信号区域化增强,”研究作者Lou Beaulieu-Laroche说另一个区别与离子通道有关。这是一种蛋白质,可充当毛孔,允许电流进出细胞。研究人员发现人类的离子通道比大鼠更少,这可能会增加人类树突的抵抗力,使细胞更好地处理信息。“人类大脑中含有大约860亿个称为神经元的脑细胞。人们认为神经元代表了信息处理的基本单元......在个体神经元水平上不同的信息处理能力可能会影响人脑中的皮质计算,“Beaulieu-Laroche说。