2021-07-28 11:07

第二步:整合神经元视角,获得更丰富的结果

Take two: Integrating neuro<em></em>nal perspectives for richer results

从站立到决定晚餐吃什么,每一个大脑功能都涉及到神经元的相互作用。专注于神经元相互作用的研究扩展到神经科学的各个领域,主要使用穗数相关或降维的方法。卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)的开创性研究发现了一种连接这些方法的方法,从而对神经元活动有了更丰富的理解。

神经元利用电信号和化学信号在全身传递信息,我们每个人都有数十亿个神经元。了解神经元如何相互作用是很重要的,因为这些关联影响学习、决策、运动控制和生活中的许多其他功能。

历史上,有两种方法被用于研究神经元之间的相互作用:穗数相关和降维。穗数相关描述一对对神经元,而降维应用于神经元群体。虽然两两方法和人口方法都是同样有效和科学的,但迄今为止,将这两种方法联系起来的努力很少。这是最近发表在《神经元》(Neuron)杂志上的合作研究的新奇之处。

生物医学工程和神经科学研究所(Neuroscience Institute)副教授马特·史密斯(Matt Smith)说:“我们通过这项研究提供的是一种共同的语言和在两种方法之间导航的方法。”“从本质上讲,当涉及到神经元研究时,科学家们一直在说同一种语言的不同方言。我们能够证明的是,它们说的是同一种语言,它们可以相互交流。”

为了在两种方法之间建立桥梁,该小组在两两相关和基于降维的总体协变度量之间建立了具体的数学和经验关系。他们的结果提供了一个警示性的故事,使用单一的统计数据本身就会产生片面的描述。通过考虑这两种方法的一系列指标,可以收集到神经元之间相互作用的更全面、更可解释的描述。

卡耐基梅隆大学(Carnegie Mellon University)神经科学研究所(Neuroscience Institute)的研究生阿卡什·乌玛坎塔(Akash Umakantha)是这篇论文的共同第一作者,他与卡耐基梅隆大学(Carnegie Mellon University)的毕业生鲁迪纳·莫里纳(Rudina Morina)和本杰明·考利(Benjamin Cowley)一起使用了一个类比来解释这项工作及其影响。

Umakantha指出:“观察世界和解释大脑神经元活动有不同的方式。”“让我们在社交网络环境中用朋友代替神经元。在这种情况下,更好地理解您的网络的一种方法是查看两个人的组,以寻找趋势或共性。另一种方法可能是把所有人放在一起看。两者都是有效的,只是有不同的方法来捕捉正在发生的事情。从多个角度利用理解,并将它们连接起来,最终拓宽了我们的视野。”

总的来说,这些概念为不同神经科学领域的人提供了广泛的含义和相关性,他们有不同的方式来描述大脑中正在发生的事情。

生物医学工程、电子和计算机工程教授Byron Yu说:“将这些方法连接起来可以促进更多的合作和跨神经科学领域交流思想的方式,这样我们就不会囿于一种思考方式。”“更好的思想交流最终会让每个人受益。”