细胞电耦合：脑电波如何塑造心智结构

一个有趣的新假设表明，大脑神经元产生的电场反过来可能会影响大脑的分子基础，从而使我们的大脑在功能上适应周围的世界。作者们汇集了自己实验室和其他实验室的证据，提出了他们的理论，以解释高级思维过程如何从数百万个单个细胞的协同作用中产生。

大脑由几十个神经元组成，这些神经元连接在一起形成更大的回路，并且网络突触——两个神经元之间的连接点——在生命早期就形成了数百万个，然后修剪随着大脑功能随着时间的推移而不断完善。信息沿着这些网络的实际传输是通过有节奏的电波进行的，很多人认为这就是脑电波。

这些波就是医生在进行脑电图检查时检测到的（脑电图)，不同频率的波具有不同的功能？例如，某些波形只有在我们睡着时才能看到。

麻省理工学院皮考尔研究所的合著者 Earl K. Miller 最近发表了一篇纸这表明大脑参与了所谓的“空间计算”。通过操纵大脑皮层特定区域的大脑节律，大脑可以跟踪其内部的许多不同组成部分工作记忆，使我们能够完成需要处理多条信息的复杂任务。

这篇新论文更进一步，将这项研究与其他研究相结合，提出了细胞电耦合理论。

“大脑适应不断变化的世界，”第一作者 Dimitris A. Pinotsis 在一篇陈述。“它的蛋白质和分子也会发生变化。它们可以带电荷，需要跟上用电信号处理、存储和传输信息的神经元。与神经元的电场相互作用似乎是必要的。”

已经有证据表明电场可以在分子水平上影响神经元。异形耦合是神经元之间的一种交流形式，它不依赖于突触中化学物质的移动，也不依赖于电荷在间隙连接相反，一个神经元产生的电场会影响邻近的细胞。

因此，作者了解到大脑通过其产生的电场传递信息，并且了解到这些电场可以影响神经元的功能和协同工作方式，因此作者推断大脑可以利用这些特性来帮助维持和控制神经网络。

该理论阐述了大脑中存在的活动层，以及顶层（穿过大脑各个区域的电波）如何逐渐向下影响底层（调节单个神经元功能的蛋白质分子）。

“电场可以组织神经活动，形成用于记忆和认知的神经集合（印迹）。通过电场传输到分子水平的这些信息可以“调整”细胞骨架，提高效率和稳定性，并实现认知灵活性，”作者在论文中写道。

目前，这些都还只是理论。但研究人员已经为他们的想法列出了逻辑依据，并开始挑战其他人来接过接力棒。

正如米勒所说：“我们提出的假设任何人都可以检验。”

该观点文章发表于神经生物学进展。