神经科学家发现了一种新的大脑信号过程，他们认为这可能是人类独特性的关键。人类大脑是一个复杂的细胞系统，称为神经元，通过电信号和化学信号交换信息。在一项新发表在《科学》杂志上的研究中，研究人员发现，人类大脑中的某些细胞以一种在相应啮齿动物细胞中未见的方式传递信号。与其他哺乳动物大脑相比，人类大脑的显著差异有助于我们确定人类大脑的独特性，从而更好地理解和模拟我们的大脑。
研究人员查看了来自患有癫痫或肿瘤的患者的脑切片。他们专注于大脑皮层（最外层）第二和第三层中的树突——连接到其他脑细胞的分支状脑细胞扩展，允许信息交换。我们对树突的大部分了解来自啮齿动物研究，因此研究人类样本的机会至关重要。由于人类大脑在我们进化的过程中扩展，它有一个异常厚的皮层（约3毫米），第二和第三层特别厚，导致大型和复杂的树突树。突触是一个结构，允许电神经冲动在两个神经元之间传递。
神经元通过称为“动作电位”的电事件进行通信——当神经元将信息发送出细胞时，会发生电活动的爆发。数百个突触输入到一个神经元决定了是否会产生动作电位。这些树突的主动电特性决定了从突触输入到动作电位的众多转变，这意味着它们是神经元计算能力的关键。
团队使用了一种补丁钳来为细胞构建一个电路，并使用荧光成像技术来研究细胞的特性。
他们发现了这些神经元树突中以前未知的动作电位类别，这意味着它们的活动比以前认识到的要复杂得多。在研究结果中，研究人员注意到，其中一种新型动作电位仅使用钙离子传播，而不是钙和钠离子，这在哺乳动物皮层细胞中以前未见。他们通过创建一个计算机模拟模型研究了动作电位的行为，并发现了一个令人惊讶的方面——它们可以执行一个研究人员之前认为需要整个神经元网络而不是单一神经元的“计算”功能。
这可能会对人工神经网络产生巨大影响，因为它可以简化计算。
这项研究确实有其局限性。正如Gizmodo指出的，研究人员没有模拟一个完整的神经元，工作是在人类细胞中进行的，而不是实际的人类。这也可能意味着其他哺乳动物有相同的信号，我们只是还没有在实验室条件下观察到。然而，在不断寻求发现人类独特性的原因和方式的过程中，这是一个有趣的步骤。