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        貓頭鷹幫助科學(xué)家揭開(kāi)大腦如何引起注意的秘密
        
			
        
				2019-03-11 10:43:54
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        通過(guò)研究谷倉(cāng)貓頭鷹，約翰斯·霍普金斯大學(xué)的科學(xué)家相信他們已經(jīng)邁出了重要的一步，解決了大腦如何選擇最值得關(guān)注的長(zhǎng)期神秘面紗。這一發(fā)現(xiàn)是最新一期“ 細(xì)胞報(bào)道 ”雜志的封面文章，可能適用于包括人類在內(nèi)的所有動(dòng)物，并提供有關(guān)注意力缺陷癥等疾病的大腦出現(xiàn)問(wèn)題的新見(jiàn)解。
        

        貓頭鷹幫助科學(xué)家揭開(kāi)大腦如何引起注意的秘密
        

        “世界上有一百萬(wàn)件東西在轟炸我們的眼睛，耳朵，皮膚和其他感覺(jué)器官。在所有這些事情中，我們最需要注意的是什么特別的信息來(lái)驅(qū)動(dòng)我們的行為?” 共同作者，約翰霍普金斯大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家Shreesh Mysore說(shuō)。“我們的工作為大腦如何解決問(wèn)題的關(guān)鍵組成部分提供了一個(gè)非常漂亮的答案。”
        

        盡管研究了幾十年的動(dòng)物前腦，科學(xué)家們還沒(méi)有找到一個(gè)很好的答案來(lái)解決大腦如何決定注意什么的問(wèn)題。相反，研究人員決定研究中腦，這是一種從魚類和哺乳動(dòng)物到鳥(niǎo)類和人類的各種大腦的進(jìn)化老部分。
        

        “所有動(dòng)物都需要注意可能影響我們生存的事物，但我們并不都有高度發(fā)達(dá)的前腦，”邁索爾說(shuō)，他也是心理學(xué)和腦科學(xué)的助理教授。
        

        研究人員選擇貓頭鷹進(jìn)行研究，因?yàn)樗鼈儾粌H具有清晰的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)，而且像所有鳥(niǎo)類一樣，它們的中腦組織方式使得跟蹤特定神經(jīng)元的活動(dòng)相對(duì)容易。
        

        在這里，研究人員在監(jiān)測(cè)顯示器上顯示了15只貓頭鷹視覺(jué)刺激，同時(shí)測(cè)量了他們中腦中個(gè)體神經(jīng)元的活動(dòng)。
        

        他們發(fā)現(xiàn)的是令人費(fèi)解和意想不到的。雖然單個(gè)神經(jīng)元通常在地形上編碼視覺(jué)空間，意味著相鄰神經(jīng)元編碼世界相鄰部分的空間，但在這里他們發(fā)現(xiàn)單個(gè)神經(jīng)元響應(yīng)幾個(gè)位置的位置，有時(shí)相距很遠(yuǎn)。
        

        為了找出為什么這些神經(jīng)元倍增甚至翻了三倍，主要作者，電氣和計(jì)算機(jī)工程博士候選人Nagaraj Mahajan設(shè)計(jì)了一個(gè)模型。他發(fā)現(xiàn)，如果神經(jīng)元需要發(fā)出世界上最重要位置的信號(hào)，無(wú)論視覺(jué)輸入來(lái)自哪里，他們?cè)诒３中玛惔x和布線成本的同時(shí)編碼空間的唯一可能方式是神經(jīng)元數(shù)量少于世界，每個(gè)神經(jīng)元編碼多個(gè)不同的位置。真正的貓頭鷹大腦幾乎完美地匹配這些計(jì)算預(yù)測(cè)。
        

        當(dāng)他們統(tǒng)計(jì)中腦神經(jīng)元時(shí)，它們比可能的位置少40%。個(gè)別神經(jīng)元編碼的位置是通過(guò)組合原理組織的，就像數(shù)獨(dú)謎題解決方案一樣。
        

        “這首次為我們提供了關(guān)于大腦如何在所有可能的位置解決選擇問(wèn)題的答案，”邁索爾說(shuō)。“對(duì)于一個(gè)既基本又普遍的問(wèn)題，我們現(xiàn)在所擁有的是一個(gè)令人滿意的答案。有希望這項(xiàng)研究的見(jiàn)解可以很好地概括為人類。”
        

        該團(tuán)隊(duì)希望通過(guò)對(duì)大腦如何在神經(jīng)水平上解決注意力的理解，有可能對(duì)注意力缺陷/多動(dòng)癥或多動(dòng)癥等疾病中出現(xiàn)的問(wèn)題作出明智的預(yù)測(cè)。
        

        “我們的想法是，這些中腦神經(jīng)元可能是無(wú)法集中注意力的難題，”邁索爾說(shuō)。“這是基礎(chǔ)研究，但它正在構(gòu)建最終可以在患者身上進(jìn)行測(cè)試的想法，如果我們幸運(yùn)的話，可以幫助我們提出治療方法。”
        
			

			
          
        
			
        
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