发现引发精神分裂症的神经细胞机制‥有望应用于人工智能
韩国脑研究所-约翰斯·霍普金斯医学院国际联合团队研究成果
阐明调节方向与位置选择性的神经递质受体及作用机制
有望助力AI网络结构与学习算法设计
患有会引发幻觉、妄想等症状的精神分裂症等精神疾病的患者，会对听觉、视觉等感官信息产生扭曲性认知。韩美联合研究团队找到了有望揭示这一现象秘密的神经细胞基本原理，预计也将为人工智能（AI）研究作出贡献。
韩国脑研究院与约翰斯·霍普金斯大学医学院国际联合研究团队揭示了大脑中每个神经细胞在方向与位置特异性上存在差异的原因，并将研究成果发表在世界权威学术期刊《自然》（Nature）2024年10月2日刊上。联合研究团队成员包括约翰斯·霍普金斯大学医学院的Hong Inki博士、Richard Huganir教授以及韩国脑研究院情绪·认知疾病研究组的高级研究员Kim Juhyun等。
此次研究结果通过揭示单个细胞调节属性选择性的原理及其中起关键作用的分子，在算法层面扩展了对这类疾病的理解，并通过提出分子靶点，为相关疾病的治疗与改善铺垫了基础。大脑中的神经细胞对外界传入的感官信息进行识别和处理的过程，会因细胞种类不同而有所差异。本次研究找出了其中一个主要原因，可谓是在理解动物感官认知体系方面取得了重要进展。
大脑神经细胞对特定刺激表现出强烈反应的倾向，被称为“属性选择性（Feature selectivity）”。例如，某一神经细胞只对“我祖父的胡子”这一特定刺激高度敏感，这种现象源于大脑皮层在识别感官信息时，不同类型的脑细胞采用了不同的信息处理方式。自闭症或精神分裂症等精神疾病中出现的感官信息认知扭曲，也可以理解为属性选择性方面的问题。
属性选择性是大脑神经细胞以及神经网络各单元普遍呈现的现象，即对特定外部刺激作出选择性反应，这构成了一切智能的核心基础。迄今为止，人们发现抑制性脑细胞与兴奋性脑细胞相比，在方向—位置选择性方面表现较低，但其原因尚未被揭示，因此一直是重要难题。研究团队围绕兴奋性脑细胞与PV抑制性脑细胞在是否具有方向特异性上的差异原因开展了研究。
该论文的共同通讯作者、约翰斯·霍普金斯大学医学院的Hong Inki博士和Richard Huganir教授表示：“自闭症、精神分裂症、癫痫等精神疾病中出现的感官信息认知扭曲现象，也可以理解为属性选择性的问题。如果不断揭示这类原理，不仅能够更深入地理解智能本身，还能为这些疾病的药物治疗寻找靶点。”
韩国脑研究院的Kim Juhyun博士也表示：“本次研究揭示了兴奋性脑细胞和抑制性脑细胞在处理‘方向’等视觉信息以及‘位置’等空间认知信息时，其作用机理有何不同。通过阐明大脑如何调节方向—位置选择性，不仅有助于理解大脑的感官信息处理方式，也将有助于设计新的AI网络结构和学习算法。”
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