墨尔本大学的研究团队在《自然通讯》上发表了一项重要研究，揭示了神经元如何在处理与任务相关的感觉输入时改变其行为，进入一种称为边缘状态的状态。这一发现支持了被称为临界大脑假说的理论，即神经元在接收微小输入时能够引发大脑活动的“雪崩”。

研究人员利用名为DishBrain的模型，该模型由80万个学习打乒乓球的人类神经细胞组成。这项研究提供了迄今为止最有力的证据，支持关于人脑如何处理信息的有争议理论。

根据临界大脑假说，只有当神经元处于边缘状态时，微小的输入才能引发复杂行为的实现。这种状态被称为“神经临界”状态，介于失控兴奋（如癫痫）和信号停滞（如昏迷）之间。

生物技术初创公司Cortical Labs的首席科学官布雷特·卡根博士表示：“我们的研究表明，神经网络在接收结构化信息时会重组为接近临界状态，并且这一状态的实现能够提高任务表现。”

这项研究为临界大脑假说增添了重要的一环，之前几乎没有实验证据证明临界性是否是生物神经元网络的一般特征。卡根博士指出：“我们的研究结果表明，当神经网络执行任务时，近乎临界的网络行为会出现。”

然而，卡根博士也强调，仅靠临界性不足以驱动神经网络的学习，学习还需要反馈循环来提供关于行动后果的附加信息。

DishBrain的研究潜力在于其能够解开人类大脑的秘密，这在动物模型中是无法实现的。第一作者Forough Habibollahi博士表示：“通常，研究大脑需要使用动物模型，但这会遇到许多困难，且研究对象数量有限。”

医生们认为，这项研究在发现严重脑部疾病的治疗方法方面具有巨大潜力。Chris French博士表示：“DishBrain神经元的关键动态可能为从癫痫到痴呆等一系列神经系统疾病的诊断和治疗提供关键的生物标志物。”

通过构建活体大脑模型，科学家能够进行真实的大脑功能实验，而不是依赖计算机等有缺陷的模型。这项研究还可能解决脑机接口面临的挑战，帮助恢复因神经损伤而丧失的功能。Anthony Burkitt教授指出：“我们研究的下一代神经假体和脑机接口的关键特征涉及利用实时闭环策略，因此这项研究结果对理解这些控制和刺激策略如何与大脑中的神经回路相互作用具有重要意义。”

卡根博士总结道：“生物大脑建模领域仍处于起步阶段，但这为一个全新的科学领域开辟了道路。”