如果按大小和形狀給神經元分類，那種類數量驚人。各種各樣的神經元之間彼此連接，形成密密匝匝的細胞“叢林”，要想找出其中的規(guī)律極其困難。據物理學家組織網近日報道，英國倫敦大學學院的科學家找到了一種能用簡單圖形描述所有樹枝般神經元的新方法，并為100多年前的神經元形狀假說提供了證明。相關論文發(fā)表在美國《國家科學院學報》上。
神經元看起來很像樹，通過分支與其他神經元相連。這些分支就像電路中的導線，能傳輸各種感受、情緒、思想和行動的脈沖。
100多年前，被譽為現(xiàn)代神經科學之父的圣地亞哥·拉蒙·卡哈爾曾試圖找到一種能系統(tǒng)化地描述神經元形狀的方法。他認為這種方法必定是一種能涵蓋多樣性的統(tǒng)一性法則。卡哈爾提出，神經元擴展分支有個原則，就是用盡可能少的線來到達網絡中的其他細胞。減少細胞間連線的數量可以節(jié)約空間，讓大腦中能容納更多神經元，以此提高大腦處理信息的能力。
新研究用計算機證明了這一假說。倫敦大學學院沃爾夫森生物醫(yī)學研究院博士赫曼·昆茨和同事發(fā)現(xiàn)，神經元形狀遵守冪次定律的簡單數學關系。冪次定律在整個自然界非常普遍，是一種描述復雜結構的簡單法則。而他們所收集的許多動物的多種神經元類型都符合冪次定律，為拉蒙·卡哈爾的總體法則提供了有力證據。他們用一個簡單的計算程序就解決了問題，即讓連接點用盡可能少的線，如此產生的樹枝狀線形花紋和真的神經元幾乎沒有區(qū)別，而且也非常美麗。
研究人員還用嗅球中的神經元檢驗了這一理論。嗅球是能不斷形成新神經元的腦區(qū)之一，即使在成人腦中，這里也有新神經元產生并形成新的連接。他們分析了新生的嗅球神經元在幾天里發(fā)生的形狀變化，發(fā)現(xiàn)其生長也遵守冪次法則，為他們的理論提供了實驗證據。
赫曼·昆茨說，神經科學的終極目標是弄清楚這些厚厚的神經“叢林”如何產生復雜的行為，他們的發(fā)現(xiàn)證實了卡哈爾最初的觀點，即神經線路背后確實有著簡單的法則，這也為神經科學家將來能看到這片森林中的每棵樹帶來了希望。(新華網)