科学好故事|触及永生:记忆提取我是否还是我?(3)

2024-06-15 来源:旧番剧
因此,解开连接组与记忆之间对应关系的关键在于阐明大脑的整个回路。考虑到其中所涉及的复杂性,精确绘制出如此规模的“接线图”并非易事。据估计,仅1立方毫米的脑组织就包含大约5万个神经元,而更令人瞠目结舌的是,其中包含了大约1.3亿个突触。一个完整的人类大脑体积超过100万立方毫米,包含大约860亿个神经元,几乎相当于银河系中恒星的估计数量。
而意义最重要的一个数字则是大脑中突触连接的总数:100万亿。如此巨大的数量级别简直令人头脑发麻。只有确定了神经电信号在这些连接中运行的可能路径,我们才有可能全面了解记忆和主观体验的完整活动模式。

科学好故事|触及永生:记忆提取我是否还是我?


如何绘制连接组?
通过构建人类大脑的连接组来回答神经元和行为之间的一些基本问题可能还有很长的路要走。可以用人类连接组做些什么的问题将带来深远的好处。例如,研究者可以利用连接组开发出更有效的疗法,来治疗精神分裂症或自闭症等神经认知障碍——这些问题被认为是由错误的连接引起的。当然,我们目前还不知道如何开展这样的研究。
不同物种的大脑“接线图”会随着个体一生的成长和发展而变化。绘制出连接组数据本身所记录的未知思维领域可以将连接组比作基因组学,拥有完整的人类连接组就相当于拥有完整的基因组;由此开始,我们就能进入一个目前还无法理解的发现领域。
事实上,来自其他物种的连接组简单模型已经推动了科学的发展。例如,美国艾伦脑科学研究所的研究人员追踪了小鼠大脑的完整回路,展示了不同类型的神经元如何连接不同的解剖区域。神经科学研究机构与谷歌公司的科学家合作进行了一项研究,在单个神经元水平上绘制出了果蝇连接组的一个大型中心区域;这项研究花费了12年多的时间和至少4000万美元。
早在这些卓越的成就之前,一些研究先驱在20世纪80年代就绘制出了秀丽隐杆线虫的完整连接组,包含了该物种的302个神经元和大约7600个突触,这为后来多年的研究提供了动力。对线虫连接组活动的复杂模拟揭示了其蠕动背后的同步活动模式。
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