我國(guó)科學(xué)家解密人腦怎樣過(guò)濾無(wú)關(guān)信息
身處嘈雜的咖啡廳,為了專心讀書(shū),你需要過(guò)濾來(lái)自聽(tīng)覺(jué)的無(wú)關(guān)刺激,為視覺(jué)“打開(kāi)閘門”。近日,上海紐約大學(xué)汪小京團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了人腦處理相關(guān)與無(wú)關(guān)信息的背后玄機(jī)。利用好這道特殊的“閘門”,人們有望更好地實(shí)現(xiàn)“獨(dú)善其身”。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國(guó)際知名期刊《自然-通訊》上。
選擇性接收想要的信息、專注想做的事,是否只是少部分人的“特異功能”?上海紐約大學(xué)神經(jīng)科學(xué)教授汪小京認(rèn)為,并非如此。“在極為復(fù)雜的大腦神經(jīng)環(huán)路中,每個(gè)人都擁有一道特別的‘閘門’,它可以對(duì)接收的信息進(jìn)行逐一識(shí)別,并將目標(biāo)信息在準(zhǔn)確的時(shí)間、送到準(zhǔn)確的地點(diǎn)。”
抑制性神經(jīng)元,是人腦神經(jīng)環(huán)路的一個(gè)基本元素,有“交通警察”之稱。借助自主設(shè)計(jì)的計(jì)算模型,汪小京團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),抑制性神經(jīng)元可以通過(guò)抑制其他神經(jīng)元、以及平衡興奮性神經(jīng)元,來(lái)確保人類對(duì)于外界各類刺激給予適當(dāng)?shù)纳窠?jīng)反應(yīng)。“比如,抑制性神經(jīng)元可以讓一個(gè)神經(jīng)環(huán)路選擇性地給一些信息打開(kāi)特別的進(jìn)入通道,并同時(shí)過(guò)濾掉其他信息。”
“這是一個(gè)特殊的發(fā)現(xiàn)。” 汪小京團(tuán)隊(duì)博士生楊光宇說(shuō),“以往人們認(rèn)為這種對(duì)單個(gè)神經(jīng)通路的控制是困難的,因?yàn)橐种菩陨窠?jīng)元與興奮性神經(jīng)元之間的聯(lián)結(jié)看起來(lái)密集且無(wú)結(jié)構(gòu)。但我們的研究證實(shí),抑制性神經(jīng)元是可以精準(zhǔn)控制各通路信號(hào)的。”
如何訓(xùn)練并提高個(gè)人過(guò)濾無(wú)效信息的能力?汪小京介紹:“我們的模型顯示,過(guò)濾無(wú)關(guān)信息的能力可以通過(guò)大腦的神經(jīng)突觸可塑性來(lái)增強(qiáng),這種‘閘門/過(guò)濾’機(jī)制實(shí)際上越用越強(qiáng)。未來(lái),我們將和實(shí)驗(yàn)學(xué)家一起進(jìn)一步驗(yàn)證這一理論預(yù)測(cè)。”
同時(shí),汪小京表示,雖然抑制性神經(jīng)元可以作為大腦內(nèi)的“信息閘門”,但是人腦是如何通過(guò)學(xué)習(xí)有效地利用這些閘門、實(shí)現(xiàn)注意力定位越來(lái)越精準(zhǔn),還不是很清楚。接下來(lái),該團(tuán)隊(duì)會(huì)通過(guò)進(jìn)一步建模研究這一問(wèn)題。(王琳琳)
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