网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

Science:徐宁龙团队首次揭示认知灵活性的神经元树突计算机制

0
分享至


编辑丨王多鱼

排版丨水成文

智能行为需要灵活性:相同的感官输入可能根据当前规则引发不同的行为。例如,电话铃声响起时,在家时意味着“接听”,而在会议中则意味着“静音”。然而,单个神经元如何实现这种灵活的映射机制,目前仍不明确。

2026 年 10 月 16 日,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、脑认知与类脑智能全国重点实验室徐宁龙团队 (博士后张园为论文第一作者),在国际顶尖学术期刊Science上发表了题为:Dendritic computation for abstract rule-based flexible decision-making 的研究论文。

该研究首次为树突计算参与认知灵活性提供了直接实验证据,该研究发现大脑皮层神经元树突计算参与灵活决策中的认知计算过程,填补了树突计算与高级认知功能之间长期缺乏直接证据的空白。


大脑皮层的锥体神经元会将复杂且分枝的顶端树突延伸至皮层上层,在那里接收多种情境信息。长期以来的理论认为,这些树突能在单个细胞内整合不同来源的信息流,但缺乏直接证据表明树突处理与灵活认知之间的关联。大多数关于决策的研究都将神经元视为单一节点,忽视了树突可能执行的计算功能。

为了探究灵活行为过程中树突的计算功能,研究团队训练小鼠完成一项规则切换的听觉灵活分类任务。小鼠听到不同音调后,需判断其相对于类别边界是“高”还是“低”,而该类别边界会随机变化且无预警。小鼠必须持续根据奖励反馈推断隐藏的任务规则,从而灵活地指导自身决策。研究团队构建了该行为的计算模型,以估计小鼠在每一轮试验中推断出的规则。

随后,研究团队采用具有亚细胞分辨率的双光子成像技术,分别记录听觉皮层第 5 层端脑外投射亚型神经元(L5-ET)的顶端树突和胞体的活动,以测量树突和胞体对认知变量及任务变量的特异性编码;同时利用光遗传学选择性抑制树突活动,以检验树突活动对神经元计算的因果贡献。

研究团队发现,在单个 L5-ET 神经元内,顶端树突和胞体这两个区域代表了不同的信息。顶端树突优先编码推断出的抽象规则,而胞体则优先表征感觉刺激;动物选择相关的信号则同时出现在两者中。通过同步成像同一神经元的树突和胞体,直接证实了这种分工——由树突携带的规则信息在胞体处基本缺失。通过光遗传学方法激活靶向远端树突的抑制性生长抑素(SST)中间神经元来抑制树突活动,可选择性地损害胞体对规则依赖性选择的编码能力。这种损害在正确选择依赖于规则的试验中最为显著,表明树突中的规则信息必须与胞体中的感觉输入整合,才能指导灵活的选择行为。


这些发现表明,单个皮层神经元即可执行支持灵活行为的认知计算。神经元顶端树突携带内部推断出的规则,该规则与抵达胞体的感觉信息相结合,产生依赖于规则的选择,而这种选择是任一区域单独都无法完成的。因此,树突计算为认知灵活性提供了细胞层面的基础,将经典的双层整合模型从感觉和运动处理扩展至抽象的、基于规则的认知领域。


更广泛地说,这种神经元内部的计算形式扩展了皮层网络在灵活行为中的处理能力,并可能为设计更高效的人工系统提供启示。

论文链接:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adz5323

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
男子花8000元买宠物狗后仅退款,商家驱车600公里上门寻狗

男子花8000元买宠物狗后仅退款,商家驱车600公里上门寻狗

扬子晚报
2026-10-17 17:34:15
15年前,用全部积蓄买下10万个比特币的新东方老师,如今过得如何

15年前,用全部积蓄买下10万个比特币的新东方老师,如今过得如何

热点背后的故事
2026-10-05 00:33:43
绝境求饶!欧盟紧急访华,理由很直接,阿斯麦再撑不住就要崩盘了

绝境求饶!欧盟紧急访华,理由很直接,阿斯麦再撑不住就要崩盘了

老誡科普
2026-10-17 02:04:28
手机价格坐过山车:渠道压了近1亿台库存,双11前集体“放血”

手机价格坐过山车:渠道压了近1亿台库存,双11前集体“放血”

小柱解说游戏
2026-10-17 13:29:51
日本发生9.9级大地震?

日本发生9.9级大地震?

徐静波静说日本
2026-10-17 07:59:00
詹俊:阿隆索打造切尔西新特色,闪电战和内托踢逆足右翼卫

詹俊:阿隆索打造切尔西新特色,闪电战和内托踢逆足右翼卫

懂球帝
2026-10-17 22:25:01
凡是从你手里流失的钱财,不管是丢了、被偷、被骗,还是有人借钱不还,只要你心态放平和、不纠结,这些钱终会以别的方式回报你

凡是从你手里流失的钱财,不管是丢了、被偷、被骗,还是有人借钱不还,只要你心态放平和、不纠结,这些钱终会以别的方式回报你

德鲁克博雅管理
2026-10-14 17:22:18
DeepSeek官宣新版本

DeepSeek官宣新版本

第一财经资讯
2026-10-17 17:31:42
心理学家弗洛伊德告诉我:婚外情里,男人的愧疚期就那么几个月,错过了,他就不会觉得背叛有错

心理学家弗洛伊德告诉我:婚外情里,男人的愧疚期就那么几个月,错过了,他就不会觉得背叛有错

卧龙心术聊情感
2026-10-16 23:27:04
男子花1800点陪酒女,摸胸被报警!姑娘:1800是陪酒钱,摸胸得另加

男子花1800点陪酒女,摸胸被报警!姑娘:1800是陪酒钱,摸胸得另加

一丝不苟的法律人
2026-10-16 12:39:11
2020年克林顿坦言出轨原因,莱温斯基:拉开裤链后他要用雪茄助兴

2020年克林顿坦言出轨原因,莱温斯基:拉开裤链后他要用雪茄助兴

万国明信片
2026-06-28 18:07:20
才喝一周,十年肝火就消了!连指甲竖纹都淡了不少!

才喝一周,十年肝火就消了!连指甲竖纹都淡了不少!

牛锅巴小钒
2026-10-15 01:46:08
不愧是浙江!杭州女子打12345建议路灯提前到18点亮,结果直接给她调到了17点

不愧是浙江!杭州女子打12345建议路灯提前到18点亮,结果直接给她调到了17点

看晓天下事
2026-10-15 16:37:09
俄乌打到现在,俄罗斯国力到底下降到了什么程度呢?你可能想不到

俄乌打到现在,俄罗斯国力到底下降到了什么程度呢?你可能想不到

相思赋予谁a
2026-10-17 22:52:52
正式退出孙颖莎发声!官宣可能告别,王楚钦看懂,曾表态打到40岁

正式退出孙颖莎发声!官宣可能告别,王楚钦看懂,曾表态打到40岁

面包夹知识
2026-09-28 16:11:56
“China Haul”(中国购物开箱)在海外社交平台走红 ,外交部:中国将继续敞开大门

“China Haul”(中国购物开箱)在海外社交平台走红 ,外交部:中国将继续敞开大门

澎湃新闻
2026-10-16 18:29:12
官方说死了9个人,幸存者说至少三千,那列装满尸体的火车,开了两百节车厢,一路开进了《百年孤独》

官方说死了9个人,幸存者说至少三千,那列装满尸体的火车,开了两百节车厢,一路开进了《百年孤独》

古代经典
2026-09-17 12:10:18
外交部:现阶段要求中方参加,不公平、不合理,也不可行

外交部:现阶段要求中方参加,不公平、不合理,也不可行

环球时报国际
2026-10-16 17:39:47
不查不知道一查吓一跳,被特朗普赦免的赵长鹏,私下到底有多壕

不查不知道一查吓一跳,被特朗普赦免的赵长鹏,私下到底有多壕

谢鵑解说
2026-10-06 12:30:30
专家:打俄数据中心,比炸炼油厂更能影响美国中期选举

专家:打俄数据中心,比炸炼油厂更能影响美国中期选举

桂系007
2026-10-16 17:31:59
2026-10-18 02:44:49
生物世界 incentive-icons
生物世界
最前沿、最有趣的生命科学研究
10174文章数 145182关注度
往期回顾 全部

科技要闻

刘煜辉:99%的黄金分析师报告一钱不值

头条要闻

普京:包围并消灭2000人的乌军集群 这非比寻常

头条要闻

普京:包围并消灭2000人的乌军集群 这非比寻常

体育要闻

升级版杨瀚森再闯难关:当上开拓者第三中锋还得拼

娱乐要闻

庾澄庆罕谈前妻 撕下伊能静仅剩的体面

财经要闻

新一轮大跌源头,找到了!

汽车要闻

星瑞L PLUS限时售价10.97万元起 开启智混3L时代

态度原创

手机
数码
时尚
公开课
军事航空

手机要闻

消息称三星计划开发全新Galaxy OS系统,预计于2028年随Galaxy S28系列手机亮相

数码要闻

超七成笔记本OLED被三星拿捏!中国面板厂开始反击了

降落伞裤的3组搭配,打破秋冬沉闷感!

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

军事要闻

“星盾”限速事件加剧美乌裂痕

无障碍浏览 进入关怀版