研究发现人类大脑中的“超级计算”网络

　　人们惊叹于美国宇航局同时完成大量计算从而得出火箭运行轨道的能力。然而一份新研究发现，每一个人大脑里面都有一个“超级计算”网络，其计算能力比NASA的更强。

　　为什么这么说呢？研究者举例说，当你拿着一杯咖啡跑着去赶公交车的时候，在这个看似寻常的过程中，大脑所需要完成的计算已经超过了NASA：脑细胞需要完成几十亿个复杂的数学计算，综合分析你的速度、所在的位置和要去的方向等各方面信息。在过去很多年来，大脑怎样拥有这样的能力一直都是一个谜。

　　这份4月7日刊登在《自然通讯》期刊上的研究称，他们对连续吸引子网络（缩写为CAN）进行了五年的摸索后，终于有了一些突破性的发现。

　　主要研究者之一挪威奥斯陆大学的夏洛特博卡拉说：“是我们最先证实人脑内的确存在CAN理论提出的这种‘书呆子细胞’或‘超级计算器’。我们发现神经细胞同时对速度、位置和方向进行计算。”

　　研究人员录制了小鼠在一系列活动过程中脑内1,400个神经细胞的信号。这些细胞分散位于大脑内不同的几个区域。

　　博卡拉说：“我们在小鼠的大脑内植入一些带有轻薄电极的探测器，用于读取它们脑部的活动。之后让小鼠在迷宫内自由活动，寻找食物。我们用相机追踪它们的活动，把它们的行为与录下来的大脑活动信号联系起来进行分析。”

　　很多年前就有科学家提出CAN网络的理论。这个理论提出，当人们在日常生活中移动的时候，大脑内有一个了解自身方位的地图，不停地自动在更新信息。CAN理论认为，大脑内有一层隐藏的神经细胞网络执行这些复杂的数学计算，整合这些速度、位置和方向信息，就像NASA科学家计算火箭轨道的系统一样。

　　研究人员说：“以前人们只是在理论上提出存在这个隐藏的网络层，缺乏证据。现在我们找到确凿的证据显示的确存在这个‘书呆子中心’。”

　　研究人员还发现，与认知力衰退相关的疾病如阿兹海默症出现的时候，大脑内这层隐藏网络是最先被破坏的部分。

　　博卡拉说：“这些细胞告知大脑我们所在的方位和我们朝哪个方位移动，一旦这些细胞失去能力，人就犯糊涂了。”

　　研究者表示围绕这个议题还有很多问题没有答案。为什么这些细胞分散在大脑的不同区域？它们能同时进行多个任务吗？

　　另外，近年的研究也发现睡眠质量差明显会影响到人脑的计算能力。博卡拉说他们下一步要探究这其中的机制。“我想了解的是，当人们睡眠不足的时候大脑思考的速度放慢，是否与这些细胞出现异常有关系。”