骆利群院士发表神经元回路结构的综述学术资讯

人脑包含大约 1000 亿个神经元，每个神经元都有数千个突触连接。尽管单个神经元本身可以是复杂的信息处理单元，但正是它们的突触连接模式使神经元能够为特定功能形成专门的回路，从而使大脑成为强大的计算设备。在不同生物体中使用解剖追踪、生理记录、功能干扰和计算建模进行了数十年的研究，详细说明了神经元的连接模式及其功能，范围从几个神经元的微回路到数百万个神经元的全局组织。

2021年9月3日，斯坦福大学骆利群在Science 在线发表题为“Architectures of neuronal circuits”的综述文章，该综述将讨论神经元如何通过突触连接的特定模式相互通信的基本原理。尽管在无脊椎动物哺乳动物等不同系统的信息处理中，神经元群体中活动动力学的重要性日益得到认可，但突触连接模式提供了神经元动力学执行其功能的物理基础。了解这些连接模式如何实现特定计算将使我们能够破译神经系统中的信息处理原理，并激发人工智能的新进展。

一个多世纪以前，圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔 (Santiago Ramón y Cajal) 和他的同时代人提出，单个神经元是神经系统的基本单位。Ramón y Cajal 进一步提出，信息从树突到细胞体再到单个神经元内的轴突。鉴于大多数脊椎动物神经元的树突和轴突在形态上很容易区分，对高尔基体染色标记的孤立神经元的系统研究首次概述了信息在脊椎动物神经系统中的流动方式。

随着现代技术的出现，我们积累了大量关于单个神经元的解剖、生理和功能特性的知识。然而，单个神经元并不是孤立工作的。它们在神经元回路中协同工作以处理信息。不太清楚的是，关于不同大脑区域和动物物种的神经元回路的结构组织是否存在可概括的原则。

该综述回顾了用于不同大脑区域和动物物种的常见回路图案和架构计划。该综述还考虑了这些回路架构在开发过程中是如何组装的，并且可能已经演变。了解突触连接的特定模式如何实现特定的神经计算将有助于弥合单个神经元生物学与整个大脑功能之间的巨大差距，使我们能够更好地理解行为的神经基础，并可能在人工智能领域激发新的进展。

参考消息：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abg7285

来源：iNature

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