【CNMO科技消息】過(guò)去數(shù)十年間,神經(jīng)科學(xué)界信奉著一條簡(jiǎn)單法則:同時(shí)活躍的神經(jīng)元會(huì)建立連接。這個(gè)被稱為赫布學(xué)習(xí)的理論認(rèn)為,當(dāng)兩個(gè)神經(jīng)元同步激活時(shí),它們的聯(lián)系就會(huì)增強(qiáng)。從記住生日到學(xué)會(huì)騎車,這套機(jī)制被認(rèn)為是所有學(xué)習(xí)行為的基礎(chǔ)。但《科學(xué)》雜志最新發(fā)表的論文提出了不同見(jiàn)解。斯坦福團(tuán)隊(duì)通過(guò)追蹤學(xué)習(xí)過(guò)程中單個(gè)突觸的變化,發(fā)現(xiàn)了令人驚訝的現(xiàn)象。

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研究人員在小鼠體內(nèi)植入發(fā)光生物傳感器,實(shí)時(shí)觀察它們學(xué)習(xí)聲音提示與按壓杠桿的關(guān)聯(lián)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)顯示并非所有突觸都遵循統(tǒng)一規(guī)則:部分連接按傳統(tǒng)赫布理論增強(qiáng),另一些卻以完全獨(dú)立的方式變化。更驚人的是,同一神經(jīng)元的不同分支竟能同時(shí)采用截然不同的學(xué)習(xí)策略,證明大腦具有靈活多變的學(xué)習(xí)機(jī)制。

這項(xiàng)突破不僅刷新了人類對(duì)學(xué)習(xí)本質(zhì)的認(rèn)知,更為心理健康研究打開(kāi)新思路。抑郁癥等疾病可能與關(guān)鍵神經(jīng)連接弱化有關(guān),深入理解突觸層面的學(xué)習(xí)機(jī)制,或許能幫助開(kāi)發(fā)針對(duì)性療法來(lái)修復(fù)失衡的神經(jīng)回路。

研究對(duì)人工智能領(lǐng)域同樣具有啟發(fā)意義。當(dāng)前人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)普遍采用統(tǒng)一學(xué)習(xí)規(guī)則,但大腦顯然擁有更智能的解決方案。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)有望推動(dòng)開(kāi)發(fā)新型機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng),通過(guò)模擬大腦的多規(guī)則學(xué)習(xí)模式實(shí)現(xiàn)效率突破。

關(guān)于大腦學(xué)習(xí)機(jī)制的未解之謎依然眾多:為何不同突觸遵循不同規(guī)則?這種特性還能賦予大腦哪些特殊能力?雖然科學(xué)家尚未找到全部答案,但可以確定的是,在探索記憶奧秘的征途上,我們才剛剛邁出第一步。