搜索kosmos

神经元并不按规矩出牌

今天和一位来自马普做神经电生理很牛的朋友很好地学习了一番,非常兴奋。

神经元最初被我们认识到的活动,就是发送与传递动作电位,以及通过离子通道传递神经递质,他们实验室做到了数清楚突触前端膜上有1千多个离子通道的程度。
但是,动作电位只是数字信号,因此相对简单,也因此而最早被观察者注意到并加以充分研究,固然,动作电位的传递过程中,有些运算的现象出现,例如被抑制、被激发,基于某些分布或概率,但是,单纯的动作电位,仍然令人难以想象能够构成一个有意义的,能够输出基本动作指令的大脑系统之运算网络。当然,有一种思路是,只要数量上来了,比方说人脑上千亿的神经元,再简单的动作电位传递机制,都没法否定基于大数量,而在系统层面呈现复杂行为输出。就好像我们在凝聚态物理里面常见的那样,永远也不要低估涌现的魔法。
但是,我们不妨也开阔下思路,就是,除了动作电位数字信号,是否还有其他更复杂机制呢?
确实,这是我第一次了解到,除了数字信号,大量的模拟信号,在神经元的递质触发机制上,也是非常重要的角色。
那些模拟信号,目前对于我们来说,是非常神秘的,因为我们不知道它什么时候就出现,什么时候就湮灭。几乎是神出鬼没的。
例如,他所做到大鼠海马体切片,一个1/2截面的切片,大概是好几十万数量级的神经元,厚度大概是几百个微米,里面大量完整无缺的神经元。这样一个切片,可能只是溶液里面某种离子分布的波动,就会触发很奇怪的模拟信号的出现,导致神经元的异常兴奋或者抑制,与简单的动作电位机制非常不同。
于是,有一种观点,就是认为神经元真正有效的地方,其实就是我们检测到的电信号噪声,虽然我们因为现在不了解其意义,而定义为噪声,但,因为它远具有比动作电位神秘的属性,很可能才是我们神经系统的真正主角。

现在的问题是,我们缺乏更好的在体测量工具或技术,他在切片上刺神经元,一天能够显微镜下刺到定位不错,细胞状态也不错的好的神经元,到7~8个就是很好的成效,一般找到一个能够输出合格的数据,就算很好的运气了。他用的还是定位精度达到纳米级的纳米技术用到的步进器,利用石英陶瓷电震动机制制造的。
然后,如果要在同一个切片上,同时刺到两个有意义的神经元,然后还得证明这两个神经元有关联,目前,是很难的。
这就是目前我们的技术极限。
而,我们做了切片,最好还能够做在体的神经元,而除了动作电位的测量,我们还需要测量模拟信号,而鉴于模拟信号来源不清,那就要求我们必须同时检测多个神经元。这些,都只能展望未来了。
实验是一方面,模型建构同样是需要解决很多难题的。
首先,我们成熟的电路理论远远不能应对神经元的复杂性。想当初,流行把一个神经元想象为一个电子器件,希望通过测量其有规律的电信号输入输出特性,来了解其作为一个电信号传导与加工器件的属性,但,神经元以其不守电子学规矩而使得人们大为失望:也许动作电位来了,但它并不打开通道...
这里面呈现出烦人的概率,不知原因的概率。
一个神经元就已经如此不守规矩,那么连接在一起的一群乃至上千亿的神经元呢?
我们还从未能够给如此的系统建模。

1,得排除简单模式神经元的网络联接模型,那就要有判别准则:何以是不可能的,或者何以是可能的。
但,数量肯定是一个很重要的元素,不然,进化的结果人类达到上千亿神经元,意义何在?
所以,只能说单纯的数量网络联接模型,必然得不到一个关键结果,导致其无法成为大脑的主要模式。
什么关键结果呢?可能得到神经元数量足够多的模型动物,千万或亿,那里去寻找。

Comments

推荐一个网站www.quantum

推荐一个网站www.quantumconsciousness.org 就是所谓的量子意识。不知道你知不知道,是个有争议的东西。

所谓量子意识

我个人认为不是一个好做法。他们的思路有问题。

Syndicate content Syndicate content