Salk的研究人員和合作者已經(jīng)對(duì)神經(jīng)連接的大小取得了重要的洞察力，使大腦的記憶能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的估計(jì)。這項(xiàng)新工作還回答了一個(gè)長期的問題，即大腦如何高效節(jié)能，并可以幫助工程師構(gòu)建功能強(qiáng)大但又節(jié)能的計(jì)算機(jī)。

“這是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)真正的重磅炸彈，” Salk教授兼該論文的**合著者Terry Sejnowski說，該論文發(fā)表在eLife上。“我們發(fā)現(xiàn)了解鎖設(shè)計(jì)原理的關(guān)鍵，該原理是海馬神經(jīng)元如何以低能量但具有很高的計(jì)算能力運(yùn)行的。我們對(duì)大腦記憶能力的新測(cè)量將保守估計(jì)提高了10倍，至少達(dá)到了PB級(jí)。萬維網(wǎng)。”

我們的記憶和思想是大腦中電子和化學(xué)活動(dòng)模式的結(jié)果。當(dāng)我們的神經(jīng)元在突觸處相互作用時(shí)，活動(dòng)的關(guān)鍵部分發(fā)生，其中一個(gè)神經(jīng)元的軸突連接到另一個(gè)神經(jīng)突的樹突，信號(hào)通過神經(jīng)遞質(zhì)穿過突觸。每個(gè)神經(jīng)元可以與數(shù)千個(gè)其他神經(jīng) 元具有數(shù)千個(gè)突觸。

“當(dāng)我們首先從海馬的單個(gè)紅細(xì)胞大小重建每個(gè)樹突，軸突，神經(jīng)膠質(zhì)突觸和突觸時(shí)，突觸之間的復(fù)雜性和多樣性使我們有些困惑，”共同前輩克里斯汀·哈里斯(Kristen Harris)說。該著作的作者和德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的神經(jīng)科學(xué)教授。“雖然我希望從這些詳細(xì)的重建過程中了解關(guān)于大腦如何組織的基本原理，但我對(duì)這份報(bào)告的分析所獲得的**度感到驚訝。”

盡管突觸功能障礙會(huì)導(dǎo)致一系列神經(jīng)系統(tǒng)**，但它們?nèi)匀皇且粋€(gè)謎。較大的突觸(具有更大的表面積和神經(jīng)遞質(zhì)的囊泡)更強(qiáng)，因此它們比中小型突觸更有可能激活周圍的神經(jīng)元。

Salk小組在對(duì)大鼠海馬組織(大腦的記憶中心)進(jìn)行3D重建時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一些不尋常的現(xiàn)象。在某些情況下，來自一個(gè)神經(jīng)元的單個(gè)軸突形成兩個(gè)突觸，延伸至**神經(jīng)元的單個(gè)樹突，這表明**個(gè)神經(jīng)元似乎正在向接收神經(jīng)元發(fā)送重復(fù)的消息。

起初，研究人員對(duì)這種雙重性并沒有多大考慮，這種雙重性大約發(fā)生在海馬體中的時(shí)間占10%。但是，Salk研究人員湯姆·巴托爾(Tom Bartol)有一個(gè)主意：如果他們能夠測(cè)量兩個(gè)非常相似的突觸之間的差異，那么他們可能會(huì)深入了解突觸的大小，迄今為止，突觸的大小在該領(lǐng)域僅被歸類為中小型和大。

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