大脑存在互联网应用获得强有力印证

2015-02-12 13:41 稿源:刘锋  0条评论

关于人脑中神经元的社交属性的研究我们在2012年清华大学出版社出版的《互联网进化论》第三章“大脑中的互联网”进行了详细描述

“ 大脑神经元之间应该存在微博(SNS)一样的短信息传播,存在微博(SNS)一样的加好友,加关注功能,大脑神经元之间存在信息的转发现象。”

“人脑中是否蕴含类似微博(SNS)的运行机制,还没有得到验证,但从现实大脑对信息的反应特征看,我们认为这是一个可被验证的科学猜想,只要神经领域的科学家分析和总结微博的运行特点,并以此设计实验方法,这个猜想在未来终将得到证明”

并没有让我们等待很久的时间,3年后大脑中的神经元像一个社会网络一样连接在一起。每个神经细胞都与许多其他的神经细胞相连接,但只有少数彼此非常相似的细胞之间会建立最强有力的联系。这些研究结果发布在2015年2月4日的《自然》(Nature)杂志上。

该研究小组的领导者Thomas  Mrsic-Flogel教授说:“神经细胞形成了一个称作为突触的、令人困惑的连接网络——每个神经细胞有多达几千突触。然而并非所有的突触连接都是相同的。绝大多数的都是微弱连接,细胞只生成了非常少的一些强有力的连接。该研究小组的领导者Thomas  Mrsic-Flogel教授说:“我们想知道,是否有一些规则可以解释在由数百万神经元所构成的复杂的网络中神经元之间的连接机制。结果表明其中一个规则非常简单。即志同道合则强有力地连接,彼此行为极其不同的神经元则微弱连接或根本不连接。”

证明大脑中包含社交网络一样的结构并不是唯一的结论,我们在《互联网进化论》一书的第三节“大脑中的互联网”还分别阐述了在人脑中包含谷歌,百度一样的搜索引擎,维基百科一样的维基系统,Ipv4/iPv6一样的地址编码系统等。看来互联网作为破解更多大脑未知领域的参照物和密钥。这一结论将日益成为现实。

关于互联网与脑学科学交叉研究的介绍

http://www.paper.edu.cn/html/releasepaper/2008/09/694/)提出:

1.互联网将向着与人类大脑高度相似的方向进化,它将具备自己的视觉、听觉、触觉、运动神经系统,也会拥有自己的记忆神经系统、中枢神经系统、自主神经系统。

2.另一方面,人脑至少在数万年以前就已经进化出所有的互联网功能,不断发展的互联网将帮助神经学科学家揭开大脑的秘密。科学实验将证明大脑中也经拥有Google一样的搜索引擎,Facebook一样的SNS系统,IPv4一样的地址编码系统,思科一样的路由系统。。。”

这一论断在国外第一次正式提出是2012年11月16日,加州大学圣迭戈分校Dmitri Krioukov在 《Scientific Report》发表的论文“Network Cosmology”提出互联网与脑神经网络的发展与构造具有高度的相似性。

2010年3月,我们在科学院大学课堂上进行了人脑包含搜索引擎功能的实验。实验结果在公布在2010年10月《复杂系统与复杂性科学 》的"互联网与神经学的交叉对比研究"一文和2012年清华大学出版社出版的《互联网进化论》一书中。

附录一Nature :揭秘神经细胞的“交友”规则

来自巴塞尔大学的研究人员报道称,发现大脑中的神经元像一个社会网络一样连接在一起。每个神经细胞都与许多其他的神经细胞相连接,但只有少数彼此非常相似的细胞之间会建立最强有力的联系。这些研究结果发布在2月4日的《自然》(Nature)杂志上。

神经细胞形成了一个称作为突触的、令人困惑的连接网络——每个神经细胞有多达几千突触。然而并非所有的突触连接都是相同的。绝大多数的都是微弱连接,细胞只生成了非常少的一些强有力的连接。该研究小组的领导者Thomas  Mrsic-Flogel教授说:“我们想知道,是否有一些规则可以解释在由数百万神经元所构成的复杂的网络中神经元之间的连接机制。结果表明其中一个规则非常简单。即志同道合则强有力地连接,彼此行为极其不同的神经元则微弱连接或根本不连接。

亲密朋友之间强有力的联系

研究人员将焦点放在了大脑皮质的视觉区——其负责接收来自眼睛的信息并生成视知觉。大脑这一区域中的神经元可对特异的视觉模式做出响应,但要解开哪些细胞通过突触相互连接却是个难题,因为有成千上万的细胞紧密聚集在一起(接近于100.000个细胞/立方毫米)。

结合高分辨率成像和敏感的电子测量技术,研究人员发现邻近神经元之间就像一个社会网络一样组织连接到了一起。Facebook一类的网站使得我们能够与大量的相识者保持联系,但大多数人则都拥有一个更小的密友圈子。这些朋友通常与我们具有最多的共同点,相比于其他人他们的意见对我们而言更为重要。

Mrsic-Flogel:“大脑中的微弱接触影响很小,尽管它们占据大多数。具有相似功能的神经元之间所建立的少数强有力的连接会对它们伙伴的活性造成最强有力的影响。这可以帮助它们协同作用来放大来自外部世界的信息。”

微弱连接可能对于学习有重要影响

那么神经元之间为何要共享如此大量的微弱连接呢?研究的主要作者之一Lee  Cossell博士说:“我们认为这有可能与学习有关系。如果神经元需要改变它们的行为,就可以增强已经存在的微弱连接,这或许确保了大脑中的快速可塑性。”因此,大脑可以迅速地适应环境的变化。

这项研究是全球致力于通过绘制大脑的连接图,来阐明大脑生成感觉、思维和行为所付诸的研究努力的一个组成部分。“它揭示出了神经元网络是如何共同相互作用来处理信息的。了解神经元的连接机制将为构建出对大脑的详细计算机模拟铺平道路。探究神经元连接机制的研究对于了解神经系统疾病也具有重要的意义。如果我们知道大脑中的连接模式是什么样子,那么我们就可以开始阐明诸如在精神分裂症或自闭症中当出现错误之时所发生的事件,”Mrsic-Flogel说。

原文链接:Functional  organization of excitatory synaptic strength in primary visual  cortex

附录二,关于互联网与脑科学交叉研究的论文

2008年9月,第一次提出互联网与脑科学关系的论文"互联网进化规律的发现与分析"发表在中国科技论文在线,http://www.paper.edu.cn/html/releasepaper/2008/09/694/ 

2009年3月,第一次发表在纸质学术期刊"互联网进化规律的发现与分析", 人类功效学 :

http://www.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?QueryID=1&CurRec=7&recid=&filename=XIAO200901004&dbname=CJFD2009&dbcode=CJFQ&pr=&urlid=&yx=&v=MzE5OThSOGVYMUx1eFlTN0RoMVQzcVRyV00xRnJDVVJMK2ZaZVptRnl6blU3ckpQU1RLWWJHNEh0ak1ybzlGWUk= 

2010年10月,更为完善的论文阐述《互联网与脑科学交叉对比研究》,复杂系统与复杂性科学:

http://www.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?QueryID=20&CurRec=1&recid=&filename=FZXT2010Z1023&dbname=CJFD2010&dbcode=CJFQ&pr=&urlid=&yx=&v=MjgyNTN5dmxXcnJLSXpmVGVyRzRIOUdtcm85SFo0UjhlWDFMdXhZUzdEaDFUM3FUcldNMUZyQ1VSTCtmWmVkdEY=,

2012年9月,全面阐述互联网与脑科学交叉研究结论著作,《互联网进化论》,清华大学出版社,2012年9月

http://www.amazon.cn/gp/product/B0098W2GWG/ref=s9_simh_gw_p14_d1_i1_gs9w?pf_rd_m=A1AJ19PSB66TGU&pf_rd_s=center-2&pf_rd_r=0N0Q3WBNK8BNP1ZWDKZ2&pf_rd_t=101&pf_rd_p=247027532&pf_rd_i=899254051

2014年8月,互联网与脑科学最新研究结论论文,互联网,脑科学与人类的未来,复杂性与智能化

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=39263&do=blog&view=me&from=space&page=2

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