根据俄勒冈大学科学家及其同事的最新研究，通过聆听大脑中的背景聊天，科学家可以预测不同神经元之间的关系，并可以开发出治疗帕金森氏症和癫痫症的新疗法。
大脑研究-艺术诠释。
这一进展有助于使深度脑刺激脑刺激成为帕金森病、癫痫和抑郁症等疾病的更可行的治疗方法，让医生能够准确地弄清楚无需大量尝试和错误即可刺激哪些神经元。
深部脑刺激是一种新兴的治疗方法，用于治疗某些对其他治疗没有反应的神经和精神疾病。通过手术将电极植入大脑以刺激特定的神经回路，从而缓解症状。
但有效地使用这些电极很困难。每一个都包含许多不同的通道，可以刺激不同的点，甚至彼此相邻的神经元也可以发挥截然不同的作用。寻找正确的刺激点需要大量的试验和错误，这既昂贵又危险。
“我们在本文中考虑的是，也许我们可以在刺激之前预测刺激的效果，而不是反复试验，”俄勒冈大学计算神经科学家LucaMazzucato说道艺术与科学学院与纽约大学的RoozbehKiani共同领导了这项工作。
人脑包含大约1000亿个神经元，因此了解它们之间的关系绝非易事。当有如此多的变量在起作用时，要弄清楚何时一个神经元引起下游另一个神经元的活动，以及何时其他一些外力同时影响这两个神经元，可能特别具有挑战性。
为了解决大脑复杂性中的这个问题，马祖卡托在生态学领域找到了灵感。他借鉴了斯克里普斯研究所生物学家乔治杉原最初开发的一组数学方程，以了解海洋温度波动如何影响鱼类种群。这些方程旨在理清表面上看似无关的不同变量之间的因果关系。
马祖卡托和他的同事发现，他们可以在大脑中使用相同的方法，通过寻找神经元自发背景活动的模式来预测某些大脑回路之间的关系。
纽约大学研究人员记录了猕猴前额皮质的大脑活动，以获得背景活动的读数。然后，Mazzucato和他的团队使用这些方程来预测不同神经元之间的因果关系。他们可以通过刺激某些大脑区域并观察哪些神经元做出反应来测试他们的预测。
研究小组发现，他们的数学模型有效。它准确地绘制了神经元之间的关系，使科学家能够预测刺激某些部位的效果。
这一发现为未来的实验开辟了令人兴奋的途径。研究人员接下来希望测试神经元之间的这些因果联系是否与动物行为有关——也就是说，是否有可能预测刺激大脑的某一部分将如何影响行为。
最终，团队成员希望他们的研究能够通过深部脑刺激，甚至允许大脑和计算机之间双向通信的脑机接口，改进复杂神经系统疾病的治疗方法。