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大脑如何在“小黑屋”中绘制神经地图

如果你在楼上观察邻居,会注意到有些人每天早上6点准时出门遛狗,有些人则是不到9点不出门,有些人午饭后才去遛狗,还有些人将时间定在了夜间。如果再多观察观察,你就会注意到,同一时段出门散步的人慢慢成了好朋友:他们经常碰面,碰到了就会聊聊天,最后发展到相约吃烧烤。友谊的发展需要合适的时机。

神经元也是如此。它们会花一小部分时间传递突然到来的电脉冲——也叫尖峰信号,这些脉冲出现的时机非常重要。聚焦于某个特定的神经元就会发现,它伸出突触,与周围数以万计的神经元接触;但它和这些“邻居”的联系强度并不相等,而是由时机决定的。如果一个神经元产生尖峰信号,与之相邻的神经元也紧接着产生尖峰信号,那它们的联系就会加强。这一规律可以概括为:一起活跃的神经元连接在一起。 13

在一个新大脑中,神经连接刚刚形成,从身体到大脑广泛分布。它们在与其他神经元一起激活的区域深深扎根,彼此的连接因为同步性而得到加强。神经元不举办烧烤派对,而是通过释放更多的神经递质(neurotransmitter)或者建立更多的受体来接收神经递质,从而加强彼此的联系。

这个简单的规则如何帮助大脑绘制出神经地图?可以想想,当你碰撞、触摸、拥抱、踢打、轻拍某物时会发生什么。当你拿起咖啡杯时,手指上的皮肤会同时活跃起来;当你穿鞋时,脚上那一片皮肤也会同时活跃起来。但当同时触摸无名指和小脚趾时,你会发现这两个部位在感觉上没什么关联,因为在生活中它们同时活跃的情况比较少见。放眼全身皆是如此,相较于分隔较远的身体部位,相邻的部位更容易同时活跃。

在与环境互动一段时间之后,大脑中那些碰巧一起活跃的皮肤对应的神经元会连接在一起,而那些极少一同活跃的神经元则会互相远离。多年过去,这些共同活跃的脑区相互作用,组合成了一幅神经地图。 换句话说,大脑能绘制出神经地图,是因为有一个简单的规则决定了单个脑细胞如何建立连接,即活跃时间相近的神经元倾向于建立和保持连接。 就这样,神经地图在黑暗的大脑中诞生了。 14 可是,为什么神经地图会随着身体信号的输入而改变呢? 8yXZMWjxOR/vSVgRbPfoTwsX1ZA08E5CpRneO6iXIJS38K7GmUzUg+oVlFWajds3

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