以色列特拉維夫大學電力工程學院博士生馬克·史恩說，電腦的邏輯運算建立在人類邏輯的基礎上，但電腦的資訊處理過程能分解成單個邏輯步驟，而人腦的資訊處理過程卻不可以。人腦由大量的電路互相連接而成，腦電路工作就像在編碼，我們可以通過簡化腦神經網路，控制細胞之間的連接，來研究人腦邏輯。
研究人員利用電極和活的神經細胞連接成一種特殊結構，讓其在培養皿中生成各種大小不同的神經網路和網路群，並通過一種晶片實驗室技術，在晶片上激活神經元電路，觀察神經網路在不同化學信號和外部條件下的反應。
通過施加外部刺激，如一道亮光，研究人員能監控視覺神經元的反應。“我們認為這一過程採取了編碼策略。”史恩說，相對簡單的神經“點亮”方式能被耳朵、眼睛等感官接受，但對更複雜的過程，如“思想”過程或不同的感受器官同時輸入、輸出，基本還是個黑箱。
研究單個神經元的活動還難以理解整個神經網路的功能，史恩和導師約爾·漢恩 (Yael Hanein) 教授、物理與天文學院的埃希爾·本-雅可布 (Eshel Ben-Jacob) 教授進一步對更大的神經網路電路進行了觀察，以尋找大腦資訊編碼的基本元素。他們利用奈米技術系統工具，同時探測多個神經元的活動方式，特別探測了在大量神經會合的節點處多個神經群之間的溝通聯繫。
他們在觀察這些神經群的時候發現，這些神經群的反應是只憑單個神經元無法預測的，這表示神經網路有一個等級結構，大網路由更小的次級網路構成。研究人員解釋說，一個神經群要能支援神經網路的活動，並與其他群互相通訊，這最少需要40個神經元，才能完成其在功能網路中的各種任務。
研究人員還表示，他們開發的工具也可以用來測試新藥，或作為一種先進的人工智慧，並幫助連接大腦和人造義肢。
科技日報 2011/07/14 常麗君
相關學術連結
- Innate Synchronous Oscillations in Freely-Organized Small Neuronal Circuits (PLoS)
- Cracking the Code of the Mind (TAU)
沒有留言:
張貼留言