德国图宾根大学开展癫痫发作总是起源于大脑的同一区域

德国蒂宾根大学和波恩大学最近的一项研究表明，大脑中的神经元在某些数学运算中被特别激发，其中一些仅在加法期间被检测到活跃，而另一些在减法期间活跃。这些神经元“不在乎”计算指令是文字还是符号的形式。结果发表在《当代生物学》杂志上。

大多数小学生都知道三个苹果和两个苹果加起来就是五个苹果。然而神经网络为什么要求损失函数，在这种计算过程中大脑中发生了什么仍然很大程度上未知。德国波恩大学和图宾根大学进行的研究阐明了这个问题。

在一些患者中，癫痫发作总是起源于大脑的同一区域。为了查明这个缺陷区域，医生将几个电极植入患者体内。除了通过布线测量单个神经元的活动外，探针还可用于查明癫痫的起源。

五名女性和四名男性参与了这项研究。他们将电极植入大脑的颞叶，以记录神经细胞的活动。同时，参与者必须执行简单的算术任务。“我们发现在加法和减法过程中，不同的神经元会放电”，波恩大学医院癫痫系的 Florian Norman 教授解释道。

研究发现，一些神经元只对“+”号有反应，而另一些则只对“-”号有反应。即使将数学符号换成文字，效果还是一样的。例如，当受试者被要求数“5 加 3”时，他们的附加神经元恢复了活动；而对于“7 减 4”，它们的减法神经元开始起作用。

这表明细胞实际上编码了一种用于操作的数学指令。因此神经网络为什么要求损失函数，大脑活动非常准确地显示了测试对象当前正在计算的任务：研究人员将细胞的活动模式输入到一个自学习的计算机程序中。同时，他们告诉软件受试者当前是在计算总和还是差值。当算法在这个训练阶段之后遇到新的活动数据时，它能够准确地识别它是在哪个计算操作中记录的。

图宾根大学的安德烈斯·内德教授说，从猴子的实验中得知，特定于某些计算规则的神经元也存在于它们的大脑中，而在人类中几乎没有任何此类方面的数据。此外，不同的加法神经元在同一个算术任务中也是交替活跃的，形象地说，就像计算器上的加号键在不断地改变位置一样，减法也是如此。（记者张梦然）