对于旨在理解神经编码机制的研究人员而言，记录神经元群体的活动是一种常用方法。然而，利用神经元群体的活动来预测单个神经元的放电效果如何？美国科学家发现，小规模随机采样的神经元群体中的峰值活动能够以相当高的准确性预测未来单个神经元的峰值活动。

美国罗得岛州布朗大学的Wilson Truccolo分析了从完成一项感觉运动任务的4只猴子的运动皮层、顶叶皮层和运动前皮层采样的数千个神经元群体的记录。此外，研究人员还分析了两位参与神经修复术实验的志愿者的运动皮层记录。

基于一个神经元群体在相同大脑皮层区域之前100毫秒的峰值活动，研究人员假设一个神经元会在特定时间点出现峰值，并利用峰值历史模式来评估这种可能性。通过ROC（接收者操作特征）曲线分析，研究人员评估了模型的预测能力。他们发现，一个神经元群体的峰值历史能够以合理的准确性预测单个神经元的峰值——这意味着，如果中间比例预测能力值为0.3至0.5，那么0表示无预测能力，而1表示完美预测。

研究人员还测试了在一个大脑皮层区域中，用神经元群体的峰值历史预测另一个不同（但在解剖学上相关）区域的神经元峰值。他们指出，这种跨区域的预测能力具有重要价值，表明即使是间隔的神经元也能预测峰值，可能通过远程多突触投射。该研究成果发表在最新一期的英国《自然·神经科学》杂志上。

这项研究证明了从相对小规模和随机采样的神经元群体中预测单个神经元峰值的能力，揭示了作为单个神经元峰值基础的群体动力学特性。同时，它补充了之前的研究，表明这种小规模群体记录能够预测一些行为活动，例如上肢运动。研究人员指出，未来的工作将集中于建立这些群体动力学与特定行为之间的联系，这将有助于开发神经修复术和对包括癫痫在内的疾病的神经监控。