大脑空间认知新途径:以法研究挑战传统脑地图构建观点

本文围绕以色列耶路撒冷希伯来大学与法国研究人员的科研成果展开,介绍了他们开发的数学模型如何揭示大脑海马体中位置细胞创建脑中地图的模式,以及该研究的重要意义。

近日,以色列耶路撒冷希伯来大学发布了一则引人瞩目的公报。该校与法国的研究人员携手合作,成功开发出一种独特的数学模型。这一模型具有重大意义,它成功揭示了大脑海马体中位置细胞创建脑中地图的模式。

公报中详细介绍了位置细胞的相关信息。位置细胞是海马体中CA1区域的神经元,它们就像一个个小小的“定位器”,通过放电的方式来编码动物周围环境的空间信息,从而帮助动物准确地识别自身所处的位置。在过去的研究中,人们普遍认为,在狭小的环境里,位置细胞会在单一紧凑的空间区域中以典型的对称形状进行放电。然而,近期的研究却有了新的发现。当处于大范围的环境中时,这些位置细胞表现出了复杂且不规则的活动模式,它们会在形状和大小各异的多个位置进行放电。

在这项新的研究里,研究人员运用先进的科研方法,开发出了一种基于随机函数高斯过程的数学模型。这个模型非常强大,它能够精准地捕捉位置细胞在大范围环境中放电空间的数据,并且可以生成位置细胞放电空间位置和形状的定量预测。

相关研究成果发表在了《神经元》杂志上。论文中的数据显示,无论是在狭小环境还是大范围环境中,蝙蝠和啮齿动物脑中位置细胞在一维、二维和三维空间中的活动记录,都能够定量验证这一模型的预测结果。

模型验证的结果进一步表明,不同实验中观察到的位置细胞放电模式的统计规律是由共同机制所决定的。而且,这一结果还进一步证实了CA1神经元的突触连接方式以随机为主。

公报最后指出,这一重要结论挑战了长期以来人们认为大脑依赖精确组织来构建其空间地图的观点。它为我们理解脑空间认知开辟了全新的途径,有望在未来为神经科学领域带来更多的突破和发展。

本文介绍了以色列耶路撒冷希伯来大学与法国研究人员共同开发的数学模型,该模型揭示了大脑海马体中位置细胞创建脑中地图的模式。研究发现位置细胞在不同环境中有不同放电模式,模型验证结果证实了放电模式统计规律由共同机制决定及CA1神经元突触连接随机为主,此结论挑战传统观点,为脑空间认知研究开辟新途径。

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