1. 改寫認知:大腦里也有「Wi-Fi」網路!科學家終於看清了無線神經系統
從簡單模式生物秀麗隱桿線蟲的302個神經元,到人類大腦中的上千億神經元,神經元之間的連接形成了規模各異的「互聯網」,構成行為和認知的基礎。兩個相鄰神經元通過突觸結構接觸,實現化學信號或電信號的傳遞,這是神經元交流的典型方式。
對於神經元的連接組,我們的認識正在不斷深化。繪制秀麗隱桿線蟲完整神經連接組後,科學家首次繪制出了具備腦半球結構的昆蟲大腦連接組圖譜,包含3016個神經元和超過54萬個神經連接,揭示了個體所有神經元如何通過突觸相連。
除了傳統的突觸連接,非突觸釋放的神經肽組成了神經網路中的「Wi-Fi」。這些分子可以跨越更遠的距離,直到被另一個神經元的受體截獲,實現時間與空間尺度更長的信號傳遞。此前,神經肽被認為只是信號傳遞的助手,但現在,兩項研究顛覆了這一認知。研究團隊首次繪制了秀麗隱桿線蟲的神經肽通訊完整網路,揭示了「無線」通訊網路對於激活神經元、傳遞神經信號的重要作用。
神經肽網路的結構表明,它們處理信息的方式可能不同於突觸網路。了解其起作用的方式,有助於理解葯物的起效方式和情緒、精神狀態的調控。神經肽信號在網路間的保守性意味著線蟲的神經肽連接組可以作為理解更大規模神經系統無線信號的原型。研究團隊正在合作繪制魚類、章魚、小鼠乃至人類的無線神經肽網路圖譜。
另一項研究揭示了神經肽網路在整個神經系統活動中的重要貢獻。藉助光遺傳學工具,研究團隊繪制了線蟲302個神經元功能圖譜,系統展示了信號傳遞的特徵和方向性。這一發現說明,神經肽不僅在突觸信號傳遞中發揮作用,其重要性、復雜性和多樣性可能超過預期。
神經肽及其受體成為神經活性葯物的熱門靶點,已有約50種葯物獲FDA批准,更多GPCR有開發潛力。這兩項研究不僅解釋了神經功能,還為多種疾病療法的開發奠定了基礎。研究結果不僅對於理解神經系統至關重要,也為神經網路水平的葯物作用機制提供了洞察。
2. 若想讓人類在網路實現永生,腦機介面技術可以實現嗎
特斯拉公司創始人埃隆·馬斯克旗下的Neuralink公司發布了最新的腦機介面產品,通過自動手術設備在大腦植入一塊硬幣大小的晶元,這枚晶元能夠感應溫度氣壓、讀取腦電波、脈搏等生理信號,支持遠程數據無線傳輸,而且整個植入過程簡單安全在一個小時內就能完成,這項技術看起來未來人類大腦會與網路設備直接相連,不僅能通過晶元強化自身,還能讓虛擬與現實真正實現無縫連接,那麼當人類把自己的意識上傳到網路中,是否代表人類實現了在網路中永生呢?
那麼因植入腦機晶元而獲得成功的人,到底是晶元獲得了成功還是人呢?這是一個值得深思的問題。