决策科学:神经网络增强选择技巧?

2024-03-21 生活常识 关注公众号
哈佛大学医学院神经科学家主导的研究揭示了小鼠决策过程中的神经元交流机制。研究人员发现,在完成决策任务的小鼠脑部,有一系列神经元群体与相反选择相关联,通过关闭替代选择的神经通路形成决策。这项研究揭示了大脑决策形成过程的神秘面纱,为理解神经元间的复杂相互作用提供了新的视角。

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Catherine Caruso

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哈佛大学医学院的神经科学家领导的最新研究通过分析小鼠的行为,结合结构和功能分析,揭示了神经元之间的连接如何支持决策过程

最近的一项新研究,揭开了大脑神经元在决策过程中如何进行交流以及神经元连接如何帮助强化选择的神秘面纱。

这项由哈佛大学医学院的神经科学家领导的对小鼠的研究,是首次将结构、功能和行为分析相结合,以探究神经元之间的相互联系如何支持决策过程。研究成果已于2月21日在《自然》杂志上发表。

哈佛大学医学院布拉瓦特尼克研究所的神经生物学副教授,同时也是波士顿儿童医院的神经学教授,李维中

(音译,Wei-Chung Allen Lee)

表示:“大脑的决策是如何形成的,尤其是与决策密切相关的脑区的神经回路(即神经元是如何相互连接的),这一点目前还不十分清楚。”

李维中与哈佛大学医学院神经生物学教授克里斯托弗·哈维

(Christopher Harvey)

和汉堡大学医学中心-埃彭多夫教授斯特凡诺·潘泽里

(Stefano Panzeri)

是这篇论文的共同第一。

在这项研究中,小鼠的任务是在迷宫中做出选择,以寻找奖励。研究人员发现,当小鼠作出向左或向右的决定时,会激活一连串的神经元群体,进而抑制与相反选择相关的神经元。李教授表示,这些神经元群体之间的特定连接可能通过关闭替代选择的神经通路来帮助形成决策。

在一次偶然的消防演习期间,哈维和李在办公楼外的长椅上相遇,这让他们意识到他们的工作具有互补性。那天,他们建立了合作关系,决定共同进行研究。

哈维的实验室通过在虚拟现实迷宫中测试小鼠,研究决策的行为和功能方面。这些实验显示,当动物决定向左或向右时,不同但相互交织的神经元群体会被激活。

李的研究领域是连接组学,这是一门新兴的神经科学分支,旨在绘制大脑神经元之间的全面连接图。他的目标是搞清楚“哪些神经元在进行交流,以及它们是如何组织成网络的”。

通过结合各自的专长,哈维和李深入探究了参与决策过程的不同类型的神经元以及它们之间的连接方式。新研究的重点是大脑中一个名为后顶叶皮层的区域。这是一个重要的"整合枢纽",它接收并处理多种感官收集的信息,帮助动物做出决策。

哈维的实验室记录了小鼠在虚拟现实中穿越T形迷宫时的神经活动,而李的实验室则使用先进的显微镜技术绘制了迷宫任务中记录的相同神经元之间的结构连接图。他们将兴奋性神经元

(激活其他细胞的神经元)

与抑制性神经元

(抑制其他细胞的神经元)

区分开,发现当小鼠决定向右转时,特定的兴奋性神经元会被激活,并进一步激活抑制性神经元,从而抑制“左转”神经元的活动,反之亦然。

这些发现告诉我们动物如何通过抑制其他选择来坚持原本的决策,这可能是一种潜在的防止 “改变主意”的机制。虽然这些发现还需在人类中得到验证,但李预计在不同物种间会存在一定的共性。

这项研究给许多未来的研究指出了一条新的道路,包括探索大脑其他区域在决策中的作用以及神经元之间的联系。李说:“我们利用这些综合技术找到了一种连接规则,现在我们的目标是发现更多的规则。”

大脑神经元连接

 

 

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广东青少年禁毒主题作品征集活动正在进行中,广东省要给冬天带来温暖和美好。

生活常识 11.23
颠覆认知:85%中国人的确不能喝牛奶,你还误解它吗?

颠覆认知:85%中国人的确不能喝牛奶,你还误解它吗?

这篇文章主要讨论了一个争议话题:中国人是否适合喝牛奶以及其潜在的原因。一些人认为中国人无法承受牛奶中的乳糖,而另一些人则坚持说中国人并非完全没有乳糖耐受能力。 文章引用了一项科学研究的结果指出,中国人的乳糖吸收不良比例约为85%,但是也有其他因素可能导致此现象,例如遗传因素和个人饮食习惯等。关于这些说法的真实性,作者进行了进一步的探讨,认为一些误解并不存在。 总的来说,文章旨在纠正一些误导公众的观点,并强调中国人有可能存在乳糖耐受问题,同时也提醒读者了解真正的科学知识,不要轻易相信网络上的不实信息。

生活常识 11.23
小雪后,温暖如初,抵御寒冬的良策

小雪后,温暖如初,抵御寒冬的良策

小雪节气来临,天气转凉,应注意保温和养生调理。尤其要注意头部保暖,以防风寒侵袭。可以选择热水泡脚、艾灸关元穴、腰阳关和肾俞穴等穴位,以达到温肾散寒、润燥降火的效果。此外,多吃白萝卜也有助于清火降气、消食。冬季室内要保持适度湿度,可以利用金银花、菊花等草本植物煎水饮用,同时在家中进行适当的按摩,如摩足以滋养阴液,缓解肝脏负担。另外,选择舒缓、和谐的音乐有助于调节情绪和稳定心绪。

生活常识 11.23
协作揭示非洲猪瘟病毒转录过程中的天然复合物结构及其调控机制

协作揭示非洲猪瘟病毒转录过程中的天然复合物结构及其调控机制

本文研究揭示了非洲猪瘟病毒(ASFV)的转录机制,其中涉及两种独特的转录机制:一种是聚合酶与内源DNA的复合体结构,另一种是聚合酶与病毒蛋白M1249L的复合体结构。研究者通过天然提取方法获得感染状态下ASFV的天然构象,并发现参与病毒转录复合体形成的多功能蛋白M1249L,它显著增加了vRNAP活性并具有剂量依赖性。该研究成果对于理解非洲猪瘟的致病机制具有重要意义,并可能有助于开发新的疫苗和防治策略。

生活常识 11.23
大寒潮今日将笼罩全国30余省 大面积暴雪可能引发严重灾害

局地11级超强暴风雪即将席卷全国30省份 请做好防灾准备!

大寒潮今日将笼罩全国30余省 大面积暴雪可能引发严重灾害 局地11级超强暴风雪即将席卷全国30省份 请做好防灾准备!

示了当前我国将会遭受大规模的低温雨雪天气。根据相关气象数据,东北地区将首当其冲,可能出现降雪或雨夹雪天气;黄淮大部及以南地区则以降雨为主,局地可能达到暴雨。值得注意的是,尽管这场寒潮带来极端低温和强降雨,但中东部地区的气温将持续下降。由于如此强烈的冷空气前锋尚未来临,因此这次寒潮很可能仅是此次夏季最长的低温过程之一。 在接下来的一段时间里,寒潮将继续加强,北方地区可能会继续出现降雪和降雨,而江南等地也会迎来强降雨。对于生活在这些地方的人来说,务必注意保暖措施,防范可能出现的大面积降温和极端降雨天气。

生活常识 11.23