研究发现大脑欧义处理信息时的“协作密码”

本报讯（记者陈彬 通讯员梁绍楠）近日，协作密码天津大学教授于强团队联合国外科研人员，研究在神经网络信息处理机制研究中取得突破。发现欧义该研究聚焦于大脑神经网络的大脑“基本零件”——突触，首次揭示了其处理时空信息的处理核心机制。相关成果发表于美国《国家科学院院刊》。信息

人类大脑中，协作密码数以亿计的研究神经元以脉冲形式，通过“突触”这一连接点传递并处理信息。发现欧义突触具有两种关键的大脑调节能力，一是处理“长时可塑性”，即其连接强度可以长期增强或减弱，信息这被认为是协作密码形成长期记忆的基础；二是“短时可塑性”，即在极短时间内动态调节信号强度的研究能力。尽管两者均至关重要，发现但它们如何协同工作，共同影响大脑的学习与信息处理效率，一直是未解之谜。

针对这一难题，研究团队通过构建突触计算与学习理论模型，发现当“长时可塑性”作用于“短时可塑性”时，大脑能够将时间序列上的信息转化为空间上的表达模式，也就是“以时间换空间”。这一机制显著增强了神经网络的记忆容量、抗干扰能力及对复杂时空信息的识别能力。该模型在小鼠与人类大脑皮层突触电生理观测中得到验证，显示出高度的生物合理性。

于强表示，这项研究就像人们找到了大脑在处理信息时的“协作密码”，不仅解释了大脑处理信息的底层逻辑，也为开发可解释、可通用的下一代人工智能方法提供了重要支撑。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2426290122

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