大脑中的“树突计算机”:《Science》发现神经元分支拥有独立“算力”,是实现快速学习与灵活决策的关键
iNatrue
2026-05-09 08:00
文章摘要
传统观点认为神经元是简单的信号积分器,但2026年5月7日洪堡大学Matthew E. Larkum团队在《Science》发表的研究表明,神经元树突拥有独立的计算能力,是实现灵活学习的关键。研究通过设计小鼠的灵活规则切换任务,区分了“执行”与“学习”的神经过程,并锁定前外侧运动皮层中的NDNF抑制性中间神经元作为树突活动的“调控开关”。实验发现,当小鼠学习新规则时,特异性激活NDNF神经元会抑制树突活动,严重损害学习能力,但不影响已熟练的任务执行。进一步观察表明,树突上会出现全局性钙信号波和功能集群,这是复杂信息整合的基础。NDNF神经元充当动态“算力调度员”,在错误时解除抑制以释放树突可塑性,稳定时适度抑制。研究颠覆了传统神经元模型,揭示了灵活学习的核心机制在于树突钙信号及其受抑制性神经元的精细调控,为认知灵活性障碍相关疾病(如强迫症、自闭症)提供了新的研究方向。
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