过去讲神经元,常把它想成一个投票箱:树突负责收集输入,细胞体汇总后给出结果。但如果每条树突分枝都能先独立判断,单个神经元就更像一间同时开着多个窗口的办公室。发表于 Science 的这项研究,正是在活体中重新检验“一个神经元是否等于一个计算单元”。
据论文数据摘要页 Dryad,研究者让小鼠在虚拟现实环境中导航,并用超高速、运动稳定的三维电压成像记录 CA3 锥体神经元。CA3 是海马体中参与记忆、空间导航和情境联想的区域;电压成像则用发光探针直接追踪细胞膜电压的快速变化。结果显示,同一神经元的不同树突分枝可表现为多个相对独立的计算单元:它们有时与细胞体同步,有时各自活动,而且这种关系会随任务条件改变。
更值得留意的是,对相同空间位置有相似偏好的树突,在之后的尖波涟漪——海马体休息或睡眠时出现的短促高频协同活动——中仍保持协调。作者据此认为,主动树突能并行处理输入,并影响神经元输出及行为信息编码。这为类脑模型跳出“一个节点只做一次汇总”的抽象提供了生物学线索;不过现有材料未披露更具体的效应数字。