大腦存在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用獲得強有力印證

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作者:劉鋒

2015-02-12 16:22:02

摘自:百度百家

關(guān)于人腦中神經(jīng)元的社交屬性的研究我們在2012年清華大學(xué)出版社出版的《互聯(lián)網(wǎng)進化論》第三章“大腦中的互聯(lián)網(wǎng)”進行了詳細描述

關(guān)于人腦中神經(jīng)元的社交屬性的研究我們在2012年清華大學(xué)出版社出版的《互聯(lián)網(wǎng)進化論》第三章“大腦中的互聯(lián)網(wǎng)”進行了詳細描述

“ 大腦神經(jīng)元之間應(yīng)該存在微博(SNS)一樣的短信息傳播,存在微博(SNS)一樣的加好友,加關(guān)注功能,大腦神經(jīng)元之間存在信息的轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)象。”

“人腦中是否蘊含類似微博(SNS)的運行機制,還沒有得到驗證,但從現(xiàn)實大腦對信息的反應(yīng)特征看,我們認為這是一個可被驗證的科學(xué)猜想,只要神經(jīng)領(lǐng)域的科學(xué)家分析和總結(jié)微博的運行特點,并以此設(shè)計實驗方法,這個猜想在未來終將得到證明”

并沒有讓我們等待很久的時間,3年后,2015年2月4日來自巴塞爾大學(xué)的研究人員報道稱,發(fā)現(xiàn)大腦中的神經(jīng)元像一個社會網(wǎng)絡(luò)一樣連接在一起。每個神經(jīng)細胞都與許多其他的神經(jīng)細胞相連接,但只有少數(shù)彼此非常相似的細胞之間會建立最強有力的聯(lián)系。這些研究結(jié)果發(fā)布在2015年2月4日的《自然》(Nature)雜志上。

該研究小組的領(lǐng)導(dǎo)者Thomas Mrsic-Flogel教授說:“神經(jīng)細胞形成了一個稱作為突觸的、令人困惑的連接網(wǎng)絡(luò)——每個神經(jīng)細胞有多達幾千突觸。然而并非所有的突觸連接都是相同的。絕大多數(shù)的都是微弱連接,細胞只生成了非常少的一些強有力的連接。該研究小組的領(lǐng)導(dǎo)者Thomas Mrsic-Flogel教授說:“我們想知道,是否有一些規(guī)則可以解釋在由數(shù)百萬神經(jīng)元所構(gòu)成的復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)元之間的連接機制。結(jié)果表明其中一個規(guī)則非常簡單。即志同道合則強有力地連接,彼此行為極其不同的神經(jīng)元則微弱連接或根本不連接。”

證明大腦中包含社交網(wǎng)絡(luò)一樣的結(jié)構(gòu)并不是唯一的結(jié)論,我們在《互聯(lián)網(wǎng)進化論》一書的第三節(jié)“大腦中的互聯(lián)網(wǎng)”還分別闡述了在人腦中包含谷歌,百度一樣的搜索引擎,維基百科一樣的維基系統(tǒng),Ipv4/iPv6一樣的地址編碼系統(tǒng)等??磥砘ヂ?lián)網(wǎng)作為破解更多大腦未知領(lǐng)域的參照物和密鑰。這一結(jié)論將日益成為現(xiàn)實。

關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)與腦學(xué)科學(xué)交叉研究的介紹

2008年9月我和科學(xué)院大學(xué)彭庚教授在科技論文在線發(fā)表論文“互聯(lián)網(wǎng)進化規(guī)律的發(fā)現(xiàn)與分析”(地址:http://www.paper.edu.cn/html/releasepaper/2008/09/694/)提出:

1.互聯(lián)網(wǎng)將向著與人類大腦高度相似的方向進化,它將具備自己的視覺、聽覺、觸覺、運動神經(jīng)系統(tǒng),也會擁有自己的記憶神經(jīng)系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、自主神經(jīng)系統(tǒng)。

2.另一方面,人腦至少在數(shù)萬年以前就已經(jīng)進化出所有的互聯(lián)網(wǎng)功能,不斷發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)將幫助神經(jīng)學(xué)科學(xué)家揭開大腦的秘密。科學(xué)實驗將證明大腦中也經(jīng)擁有Google一樣的搜索引擎,F(xiàn)acebook一樣的SNS系統(tǒng),IPv4一樣的地址編碼系統(tǒng),思科一樣的路由系統(tǒng)。。。”

這一論斷在國外第一次正式提出是2012年11月16日,加州大學(xué)圣迭戈分校Dmitri Krioukov在 《Scientific Report》發(fā)表的論文“Network Cosmology”提出互聯(lián)網(wǎng)與腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與構(gòu)造具有高度的相似性。

2010年3月,我們在科學(xué)院大學(xué)課堂上進行了人腦包含搜索引擎功能的實驗。實驗結(jié)果在公布在2010年10月《復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜性科學(xué) 》的"互聯(lián)網(wǎng)與神經(jīng)學(xué)的交叉對比研究"一文和2012年清華大學(xué)出版社出版的《互聯(lián)網(wǎng)進化論》一書中。

  附錄一Nature :揭秘神經(jīng)細胞的“交友”規(guī)則

來自巴塞爾大學(xué)的研究人員報道稱,發(fā)現(xiàn)大腦中的神經(jīng)元像一個社會網(wǎng)絡(luò)一樣連接在一起。每個神經(jīng)細胞都與許多其他的神經(jīng)細胞相連接,但只有少數(shù)彼此非常相似的細胞之間會建立最強有力的聯(lián)系。這些研究結(jié)果發(fā)布在2月4日的《自然》(Nature)雜志上。

神經(jīng)細胞形成了一個稱作為突觸的、令人困惑的連接網(wǎng)絡(luò)——每個神經(jīng)細胞有多達幾千突觸。然而并非所有的突觸連接都是相同的。絕大多數(shù)的都是微弱連接,細胞只生成了非常少的一些強有力的連接。該研究小組的領(lǐng)導(dǎo)者Thomas Mrsic-Flogel教授說:“我們想知道,是否有一些規(guī)則可以解釋在由數(shù)百萬神經(jīng)元所構(gòu)成的復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)元之間的連接機制。結(jié)果表明其中一個規(guī)則非常簡單。即志同道合則強有力地連接,彼此行為極其不同的神經(jīng)元則微弱連接或根本不連接。

親密朋友之間強有力的聯(lián)系

研究人員將焦點放在了大腦皮質(zhì)的視覺區(qū)——其負責(zé)接收來自眼睛的信息并生成視知覺。大腦這一區(qū)域中的神經(jīng)元可對特異的視覺模式做出響應(yīng),但要解開哪些細胞通過突觸相互連接卻是個難題,因為有成千上萬的細胞緊密聚集在一起(接近于100.000個細胞/立方毫米)。

結(jié)合高分辨率成像和敏感的電子測量技術(shù),研究人員發(fā)現(xiàn)鄰近神經(jīng)元之間就像一個社會網(wǎng)絡(luò)一樣組織連接到了一起。Facebook一類的網(wǎng)站使得我們能夠與大量的相識者保持聯(lián)系,但大多數(shù)人則都擁有一個更小的密友圈子。這些朋友通常與我們具有最多的共同點,相比于其他人他們的意見對我們而言更為重要。

Mrsic-Flogel:“大腦中的微弱接觸影響很小,盡管它們占據(jù)大多數(shù)。具有相似功能的神經(jīng)元之間所建立的少數(shù)強有力的連接會對它們伙伴的活性造成最強有力的影響。這可以幫助它們協(xié)同作用來放大來自外部世界的信息。”

微弱連接可能對于學(xué)習(xí)有重要影響

那么神經(jīng)元之間為何要共享如此大量的微弱連接呢?研究的主要作者之一Lee Cossell博士說:“我們認為這有可能與學(xué)習(xí)有關(guān)系。如果神經(jīng)元需要改變它們的行為,就可以增強已經(jīng)存在的微弱連接,這或許確保了大腦中的快速可塑性。”因此,大腦可以迅速地適應(yīng)環(huán)境的變化。

這項研究是全球致力于通過繪制大腦的連接圖,來闡明大腦生成感覺、思維和行為所付諸的研究努力的一個組成部分。“它揭示出了神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)是如何共同相互作用來處理信息的。了解神經(jīng)元的連接機制將為構(gòu)建出對大腦的詳細計算機模擬鋪平道路。探究神經(jīng)元連接機制的研究對于了解神經(jīng)系統(tǒng)疾病也具有重要的意義。如果我們知道大腦中的連接模式是什么樣子,那么我們就可以開始闡明諸如在精神分裂癥或自閉癥中當(dāng)出現(xiàn)錯誤之時所發(fā)生的事件,”Mrsic-Flogel說。

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