參考消息網(wǎng)2月14日?qǐng)?bào)道據(jù)歐洲新聞社2月11日?qǐng)?bào)道，美國(guó)哥倫比亞大學(xué)在《神經(jīng)元》月刊上發(fā)表一項(xiàng)新研究，向證實(shí)以下假設(shè)邁出了重要一步：大腦皮層的主要功能是，通過(guò)識(shí)別和編碼從外界接收到的新信息，并將其與預(yù)期會(huì)發(fā)生的情況進(jìn)行比較，來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)會(huì)發(fā)生什么。

該研究論文的第一作者尤里·希姆基夫指出：“我們發(fā)現(xiàn)，大腦皮層就像一臺(tái)記憶機(jī)器，可以對(duì)新的經(jīng)歷進(jìn)行編碼，并對(duì)不久的將來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。”

希姆基夫所在實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人拉斐爾·尤斯特指出：“這項(xiàng)研究為我們提供了有關(guān)大腦皮層作用和精神分裂癥等疾病的重要信息。在精神分裂癥等疾病中，大腦皮層的功能似乎出現(xiàn)了障礙?！?/p>

尤斯特指出：“新奇性是預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間的差異。這項(xiàng)研究表明，大腦皮層會(huì)不斷檢測(cè)新奇的刺激，以改變和改善對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)。大腦皮層對(duì)新奇性的檢測(cè)是人類和其他動(dòng)物的一項(xiàng)基本功能?！?/p>

研究小組首先設(shè)計(jì)了一種方法，用于確定實(shí)驗(yàn)小鼠如何對(duì)熟悉的和新奇的混合感官刺激作出反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中的刺激是以不同音調(diào)播放的聲音。在對(duì)小鼠的聽(tīng)覺(jué)皮層進(jìn)行成像后，研究人員發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元群不僅對(duì)播放的聲音作出反應(yīng)，還對(duì)聲音的新奇程度作出反應(yīng)。

有意思的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，每種聲音都會(huì)留下神經(jīng)元活動(dòng)的痕跡，他們稱之為“回聲”。這種回聲會(huì)隨著時(shí)間的推移追蹤感官輸入，并形成對(duì)新感官刺激的短期記憶。這樣不僅確保了每個(gè)輸入的感官刺激都會(huì)導(dǎo)致獨(dú)特的反應(yīng)，而且還起到了對(duì)新刺激進(jìn)行選擇的作用，從而使這些反應(yīng)更加強(qiáng)烈。

為了深入理解以上發(fā)現(xiàn)，研究小組建立了一個(gè)聽(tīng)覺(jué)皮層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并訓(xùn)練它來(lái)檢測(cè)新刺激。他們復(fù)制了在小鼠身上看到的結(jié)果，表明神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)還利用“回聲”來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)并檢測(cè)變化。研究人員得出的結(jié)論是，大腦皮層的連接方式，即神經(jīng)元的環(huán)狀連接使得大腦皮層對(duì)新奇刺激的檢測(cè)具有自主的特性。

尤斯特指出：“這在理解大腦如何檢測(cè)新奇事物方面是一個(gè)突破。”

該研究還讓人們對(duì)大腦皮層在精神分裂癥中所起的基本作用有了新認(rèn)識(shí)。醫(yī)學(xué)界多年來(lái)一直知道，精神分裂癥患者無(wú)法區(qū)分新、舊信息?？茖W(xué)家們?cè)噲D通過(guò)解讀單個(gè)神經(jīng)元的行為來(lái)解釋這一現(xiàn)象，但顯然遇到了障礙。新研究的主要結(jié)論之一就是，新奇性檢測(cè)不是單個(gè)神經(jīng)元的工作，而是神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的工作。

研究人員指出：“讓我們感到興奮的是，這些發(fā)現(xiàn)可以加深我們對(duì)大腦這一關(guān)鍵部位的理解，還可能提供有關(guān)大腦功能何時(shí)失效及其修復(fù)方法的重要信息。”（編譯/王萌）