一项发表在《科学》杂志上的最新研究发现，人类新皮质中的神经元信号传递与此前基于动物模型的研究结果有所不同。柏林夏里特大学医学中心的研究团队通过对人类脑组织样本进行多补丁实验，发现人类神经元之间的信号主要沿一个方向流动，而不是像小鼠那样循环流动。这一发现有助于理解人脑如何高效处理复杂信息，并可能为开发更先进的人工神经网络提供灵感。

新皮质是大脑中最外层的薄层，厚度不足五毫米，却包含了200亿个神经元，负责处理各种复杂的感官信息、规划行动以及构成意识的基础。神经元之间的连接方式对于理解信息处理机制至关重要。

研究团队利用从23名接受神经外科治疗的耐药性癫痫患者的脑组织样本，采用改进的多补丁技术同时记录多达十个神经元之间的信号传递。他们发现，只有一小部分神经元之间存在相互对话，大多数信息沿一个方向流动，很少有信号直接返回或通过循环回到起点。

为了验证这种前馈信号流的优势，研究人员使用计算机模拟构建了基于人类和小鼠网络架构的人工神经网络，并让它们执行语音识别任务。结果显示，模仿人类网络架构的模型在语音识别任务中表现更好、效率更高，使用更少的神经元就能达到相同的性能。

这一研究结果表明，人类大脑中的定向网络架构更强大、更节省资源，因为更多的独立神经元可以同时处理不同的任务，从而存储更多信息。这一发现可能为完善人工智能网络提供新的灵感。

更多信息：Yangfan Peng 等人，Science (2024)。DOI：10.1126/science.adg8828。