致本子版块中那些一再声称“大脑没那么复杂，我们基本了解大脑如何运作，奇点只是规模问题”的不科学的人

# 神经科学家严重低估了脑细胞的计算能力 来源：https://www.scientificamerican.com/article/neuroscientists-have-vastly-underestimated-brain-cells-computing-power/ 2026年8月13日 3分钟阅读 谷歌标志 在Google上关注我们 添加《科学美国人》（https://www.google.com/preferences/source?q=scientificamerican.com）https://www.scientificamerican.com/article/neuroscientists-have-vastly-underestimated-brain-cells-computing-power/# 一项新研究表明，由于拥有数百个延伸的分支，每个神经元可以同时进行多种计算 树状分支从神经元的细胞体延伸而出。神经元拥有数百个接收相邻细胞信号的树状分支。 fatido/Getty Images 大脑的核心谜团之一在于，它如何以极少的资源实现如此多的功能。在任何给定时刻，它都在处理整个世界的输入（https://www.scientificamerican.com/article/the-neuroscience-of-reality/），操控身体并产生意识体验（https://www.scientificamerican.com/article/are-the-roots-of-consciousness-in-the-ancient-deep-brain/）——而这一切的能量消耗都相对有限。传统观点认为，大脑的860亿个神经元各自都是一个“处理器”，作为一个计算单元运行。但在过去几十年里，神经科学家一直怀疑，一个神经元实际上可能包含许多处理器，使其功能强大得多。现在，研究人员在动物身上找到了第一个直接证据，表明神经元的众多分支（称为树突）可以独立于细胞体计算信息。 这项研究发表于7月的*《科学》*（https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.aeh9302）*，*表明树突“极大地扩展”了单个神经元乃至整个大脑的计算能力，该研究的资深作者、得克萨斯大学西南医学中心的神经科学家阿蒂拉·洛松齐（Attila Losonczy）说。教科书示意图中的神经元看起来出奇地简单，只有寥寥几条树突从细胞体延伸出来。而实际上，它们会狂野地蔓延成精致的树状结构，使单个神经元能够接收来自数千个相邻细胞的输入。洛松齐说，科学家曾认为这些树突不过是“无聊的电缆”，只是将传入的信号传递给细胞体进行处理。如果真是这样，每个神经元本质上就是一个计算单元。 但树突蔓延的结构暗示着更深层的目的。“大自然花费大量精力和能量来维持这些分支结构，”洛松齐说。在过去30年里，针对实验室培养的神经元和离体脑组织的实验表明，树突可以自行计算信息。为了在活体动物身上验证这一想法，洛松齐的团队使用了新的电压成像技术，记录小鼠海马体（一个涉及记忆和导航的脑区）内单个神经元各部分的活性。小鼠在微型滚轮上奔跑，在虚拟环境中探索以寻找奖励。 --- ## 关于支持科学新闻 如果您喜欢这篇文章，请考虑通过订阅（https://www.scientificamerican.com/getsciam/）来支持我们屡获殊荣的新闻工作。通过购买订阅，您将帮助确保那些塑造当今世界的发现与思想的有影响力报道的未来。 --- 在熟悉的环境中，树突的活性通常与细胞体一致。当研究人员在熟悉的环境中移动奖励位置时，细胞体迅速调整，而某些树突则保留了先前活动的痕迹。但在一个全新的环境中，一些树突改变了它们的活性，*在*细胞体*之前*就表征了新的位置，而细胞体只有在反复探索之后才跟上。这表明树突在自行计算信息，而它们保存过去痕迹或超前于细胞体的能力，则提出了它们可能充当局部“记忆装置”的可能性，洛松齐说。 这些发现揭示了在活体生物的单个神经元内可能发生多少计算。“也许最好的类比是，一个神经元本身就已经是一个神经网络，”康奈尔大学的神经科学家安东尼奥·费尔南德斯-鲁伊斯（Antonio Fernandez-Ruiz）说，他没有参与这项新工作。洛松齐还怀疑，树突分支“良好的层级组织”可能赋予大脑比简单地拥有更多作为单一处理器的神经元更强大的计算能力。 伦敦大学学院的神经科学家贝弗利·克拉克（Beverley Clark）也没有参与这项新研究，她认为树突独立计算使每个神经元变得“超级灵活”。在她看来，大脑的计算能力比我们目前所理解的更为丰富。细胞体内发生的情况只捕捉到了大脑力量的一部分。“真正重要的是你在整个树突树上看到的东西，”克拉克说。 ## 是时候为科学挺身而出了 如果你喜欢这篇文章，我想请求你的支持。《科学美国人》180年来一直是科学和工业的倡导者，而现在可能是这200年历史中最关键的时刻。 《科学美国人》总是让我受到教育、感到愉悦，并激发我对广阔、美丽宇宙的敬畏之情。我希望它对你也是如此。 如果你订阅《科学美国人》（https://www.scientificamerican.com/getsciam/），你就是在帮助确保我们的报道以有意义的研究和发现为中心；确保我们有资源报道那些威胁美国各地实验室的决策；并确保我们在科学本身的价值常常被忽视的时候，支持崭露头角和在岗的科学家。 作为回报，你将获得重要新闻、引人入胜的播客（https://www.scientificamerican.com/podcasts/）、精彩的信息图表、不容错过的新闻通讯（https://www.scientificamerican.com/newsletters/）、必看的视频、富有挑战性的游戏（https://www.scientificamerican.com/games/），以及科学界最好的写作和报道。你甚至可以将订阅作为礼物赠予他人（https://www.scientificamerican.com/getsciam/gift/）。 现在是我们站出来展示科学为什么重要的最关键时机。我希望你能支持我们的这一使命。