每個(gè)大腦功能，從站立到?jīng)Q定晚餐吃什么，都涉及神經(jīng)元的相互作用。專注于神經(jīng)元相互作用的研究跨越神經(jīng)科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，主要使用尖峰計(jì)數(shù)相關(guān)或降維的方法。卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的開(kāi)創(chuàng)性研究已經(jīng)確定了一種連接這些方法的方法，從而更深入地了解神經(jīng)元活動(dòng)。
神經(jīng)元使用電信號(hào)和化學(xué)信號(hào)在全身傳遞信息，我們每個(gè)人都有數(shù)十億個(gè)。了解神經(jīng)元如何相互作用很重要，因?yàn)檫@些相關(guān)性會(huì)影響學(xué)習(xí)、決策、運(yùn)動(dòng)控制和許多其他生活功能。
歷史上，有兩種方法用于研究神經(jīng)元之間的相互作用：尖峰計(jì)數(shù)相關(guān)性和降維。尖峰計(jì)數(shù)相關(guān)描述成對(duì)的神經(jīng)元，而降維適用于一組神經(jīng)元。雖然成對(duì)方法和種群方法同樣有效且科學(xué)合理，但直到現(xiàn)在，將這兩種方法聯(lián)系起來(lái)的努力仍然很少。這是合作研究的新穎之處，最近發(fā)表在Neuron 上。
“我們通過(guò)這項(xiàng)研究提供的是一種在兩種方法之間導(dǎo)航的通用語(yǔ)言和方式，”生物醫(yī)學(xué)工程和神經(jīng)科學(xué)研究所副教授馬特史密斯說(shuō)。“從本質(zhì)上講，在神經(jīng)元研究方面，科學(xué)家們一直在說(shuō)同一種語(yǔ)言的不同方言。我們已經(jīng)能夠證明他們說(shuō)的是同一種語(yǔ)言，而且他們可以相互交流。”
為了在這兩種方法之間架起一座橋梁，該小組建立了基于降維的成對(duì)相關(guān)性和全人群協(xié)變度量之間的具體數(shù)學(xué)和經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。他們的結(jié)果提供了一個(gè)警示故事，即單獨(dú)使用單個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生片面的描述。通過(guò)考慮來(lái)自兩種方法的一系列指標(biāo)，可以收集對(duì)神經(jīng)元之間相互作用的更完整、更可解釋的描述。
卡內(nèi)基梅隆大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究所的研究生、該論文的共同第一作者 Akash Umakantha 與卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的畢業(yè)生 Rudina Morina 和 Benjamin Cowley 一起使用了一個(gè)類比來(lái)幫助解釋這項(xiàng)工作及其影響。
“有不同的看待世界的方式，也有不同的方式來(lái)解釋大腦中神經(jīng)元的活動(dòng)，”Umakantha 指出。“讓我們?cè)谏缃痪W(wǎng)絡(luò)環(huán)境中用朋友代替神經(jīng)元。在這種情況下，更好地了解您的網(wǎng)絡(luò)的一種方法是查看兩個(gè)人的群體的趨勢(shì)或共性。另一種方法可能是一起查看每個(gè)人。兩者都是平等的有效，只是有不同的方式來(lái)捕捉正在發(fā)生的事情。利用從多個(gè)有利位置的理解并將它們連接起來(lái)，最終會(huì)拓寬我們的視野。”
從總體上看，這些概念為不同神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的人們提供了廣泛的影響和相關(guān)性，他們有不同的方式來(lái)表征大腦中發(fā)生的事情。
標(biāo)簽： 神經(jīng)元
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