人树突状细胞表面的艺术处理显示了一个折回膜表面的片状过程图片来源:国家卫生研究院(NIH)
来自柏林洪堡大学、柏林大学医学院和赫尔拉斯技术研究基金会(IMBB-福斯)的一组研究人员发现了人类皮质树突中以前未知的电特性的证据该团队在《科学》杂志上发表的一篇论文中描述了他们对人类大脑皮层树突的研究及其发现。
199年以来,人们一直认为神经元只是逻辑门,每个逻辑门只对具有“与”或“或”响应的电尖峰做出响应同样,我们复杂的思维过程被认为是神经网络合作的结果,神经网络通过称为轴突的输出“线”和称为树突的输入“线”相互连接。最近,神经科学家开始怀疑人脑可能比这个简单模型描述的更复杂。在这项新的研究中,研究人员发现皮质树突不仅仅传递电信号。这项工作包括研究患有脑瘤或癫痫的活着的病人的脑组织。该小组集中研究了大脑皮层的2/3,这部分通常充满了神经元。他们用移液管将离子注入树突,观察带电粒子流向神经元体时的行为。正如所料,每个峰值都很短——大约1毫秒
,但树突表达也是出乎意料的。在啮齿动物研究中,钙往往会引发更长的树突棘突,而钠则会引发更短的棘突。在人类树突中,添加钠会引发更长的峰值。研究人员还发现,当它们阻止钠进入树突时,在某些情况下,它们会继续燃烧,开始快速连续燃烧。当他们停止钙离子时,峰值停止了。
有证据表明人类皮层的树突不同于啮齿动物。为了进一步了解他们的行为,研究人员基于这些发现建立了一个神经计算机模型。令他们惊讶的是,模拟显示树突正在处理电信号,这是以前从未见过的。直到现在,树突仍在执行复杂的任务(如异或运算),并且仍被认为需要神经网络。