科技日報柏林12月23日電 （記者李山）奧地利科學技術研究所（IST）使(shi)用(yong)大(da)腦(nao)齒(chi)狀(zhuang)回(hui)的(de)真(zhen)實(shi)比(bi)例(li)計(ji)算(suan)機(ji)模(mo)型(xing)，發(fa)現(xian)一(yi)種(zhong)新(xin)的(de)模(mo)式(shi)分(fen)離(li)機(ji)製(zhi)，被(bei)模(mo)式(shi)激(ji)活(huo)的(de)抑(yi)製(zhi)性(xing)神(shen)經(jing)元(yuan)會(hui)抑(yi)製(zhi)所(suo)有(you)相(xiang)鄰(lin)的(de)神(shen)經(jing)元(yuan)，進(jin)而(er)關(guan)閉(bi)與(yu)之(zhi)“競爭”的類似模式。相關研究成果近日發表在《自然·計算科學》雜誌上。

人ren類lei可ke以yi區qu分fen非fei常chang相xiang似si的de東dong西xi。例li如ru

，黑hei貓mao與yu黑hei豹bao幾ji乎hu一yi模mo一yi樣yang，隻zhi是shi體ti型xing不bu同tong。區qu分fen這zhe種zhong差cha異yi至zhi關guan重zhong要yao。得de益yi於yu所suo謂wei的de模mo式shi分fen離li
，大da腦nao能neng夠gou區qu分fen非fei常chang相xiang似si的de模mo式shi，並bing觸chu發fa不bu同tong的de行xing為wei。例li如ru撫fu摸mo黑hei貓mao和he逃tao離li黑hei豹bao。然ran而er，模mo式shi分fen離li究jiu竟jing是shi如ru何he發fa生sheng的de，迄qi今jin尚shang未wei完wan全quan闡chan明ming。

IST教授彼得·喬納斯領導的科研團隊在早期的研究中，已經測量了突觸的關鍵參數
、神shen經jing元yuan的de連lian接jie點dian和he連lian通tong規gui則ze。這zhe些xie對dui於yu了le解jie信xin息xi在zai小xiao鼠shu和he大da鼠shu的de海hai馬ma網wang絡luo中zhong如ru何he處chu理li是shi必bi要yao的de。在zai新xin研yan究jiu中zhong，他ta們men使shi用yong這zhe些xie真zhen實shi世shi界jie的de參can數shu構gou建jian了le一yi個ge包bao含han50萬個興奮性神經元的全尺寸計算機模型，對模式分離如何工作的各種假設進行了測試。

過去，神經科學家認為模式分離是基於擴展：模(mo)式(shi)從(cong)較(jiao)少(shao)數(shu)量(liang)的(de)神(shen)經(jing)元(yuan)投(tou)射(she)到(dao)下(xia)一(yi)層(ceng)處(chu)理(li)中(zhong)的(de)大(da)量(liang)神(shen)經(jing)元(yuan)上(shang)。這(zhe)將(jiang)放(fang)大(da)圖(tu)案(an)並(bing)使(shi)其(qi)更(geng)容(rong)易(yi)看(kan)到(dao)差(cha)異(yi)。雖(sui)然(ran)擴(kuo)展(zhan)是(shi)小(xiao)腦(nao)中(zhong)的(de)一(yi)種(zhong)可(ke)能(neng)機(ji)製(zhi)，但(dan)它(ta)不(bu)太(tai)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)在(zai)海(hai)馬(ma)體(ti)中(zhong)，海(hai)馬(ma)體(ti)中(zhong)的(de)顆(ke)粒(li)細(xi)胞(bao)將(jiang)它(ta)們(men)的(de)信(xin)號(hao)傳(chuan)遞(di)給(gei)下(xia)一(yi)層(ceng)較(jiao)少(shao)的(de)CA3神經元。

喬納斯解釋說：“我們的真實模型表明，抑製在其中起著重要作用


，即活躍的神經元阻止其他神經元放電。”從cong數shu學xue的de角jiao度du已yi經jing表biao明ming，抑yi製zhi網wang絡luo中zhong的de活huo動dong可ke更geng容rong易yi地di看kan出chu模mo式shi之zhi間jian的de差cha異yi。使shi用yong海hai馬ma體ti模mo型xing
，喬qiao納na斯si檢jian查zha了le抑yi製zhi的de作zuo用yong。當dang抑yi製zhi模mo型xing的de一yi部bu分fen時shi，圖tu案an就jiu會hui被bei牢lao固gu地di分fen開kai。這zhe一yi結jie果guo支zhi持chi模mo式shi分fen離li的de觀guan點dian從cong擴kuo展zhan轉zhuan變bian為wei抑yi製zhi的de機ji製zhi。

新數據還解釋了齒狀回局部抑製的功能和作用。激活的神經元僅抑製300微米半徑內的其他細胞。這種抑製可比全局抑製更好地分離模式。速度在模式分離中至關重要
，焦點抑製減少了延遲：一種模式中的神經元開啟並非常迅速地抑製周圍細胞，確保其他模式不會開啟。