自然:神经元连接如同社交网络 突触同种强连余弱学转可塑

顾汉现

作者：Nicholas J. Priebe

来源：《自然》

发布时间：2015/2/7 18:53:17

神经元连接如同社交网络

密友圈里关系铁，泛泛之交也有用。英国伦敦大学学院和瑞士巴塞尔大学研究人员最近发现，脑中的神经元放电就像一个社交网络，每个神经元都与其他许多神经元建立连接，但最强的连接只存在于少数最相似的神经元之间。相关论文发表在最近的《自然》杂志上。

神经元形成网状的连接，称为突触，每个细胞与其他上千个细胞相连。但并非所有突触连接都一样，绝大多数联系都很脆弱，联系密切的只有少数。该研究组长、巴塞尔大学和伦敦大学学院教授托马斯·马西克-弗罗杰说：“我们想知道，在那些包含数百万神经元的复杂网络中，是否有某种法则能解释它们的行为。我们发现其中一个法则相当简单，‘志同道合’的神经元之间是强连接，行为不同的神经元之间是弱连接或根本没有连接。”

据物理学家组织网15-2月5日（北京时间）报道，他们集中研究了大脑皮层的视觉区，即从眼睛接收信息并引起视觉认知的脑区。这里的神经元会对特殊的视觉图案起反应，但要把它们的突触连接区分开来非常困难，因为每个细胞都和几千个“同伴”紧密纠缠在一起，每立方毫米就有近10万个。

研究人员把高分辨率成像和高灵敏电学检测手段结合在一起，发现相邻神经元之间的连接就像一种社交网络。连接点就像“脸书”（Facebook），让我们和其他许多熟人相互交往，但大部分人还有个更小的密友圈。这里的朋友基本都是共同的，他们的意见对我们来说也比其他人更重要。

“脑中的弱连接彼此影响很小。”马西克-弗罗杰说，“功能类似的神经元之间形成小部分强连接，却能对‘伙伴们’发挥最强的影响。这有助于它们共同合作，放大来自外界的特定信息。”

但神经元为什么要建立大量的弱连接呢？论文第一作者李·克塞尔说：“我们认为这可能与学习有关。如果神经元需要改变行为，相应位置的连接就会加强，这或许是为了确保脑内的迅速可塑性。”这样它就能迅速适应环境变化。

“本研究揭示了神经元网络是怎样相互作用，处理信息的。理解神经元的连接方式有助于将来构建详细的计算机脑模型。”马西克-弗罗杰说，“神经元连接机制对于理解神经疾病也非常重要。如果我们知道了脑中的连接模式是什么样，就能弄明白出了差错时，比如精神分裂症或自闭症，是怎么回事。”（常丽君）

http://www.nature.com/nature/jou ... ll/nature14182.html