神经科学中一个最大难题就是，大脑是怎样在细胞水平为思维——如认知和记忆编码的。已有证据显示，不同的神经元集群代表了不同的信息，但还没人知道这些集群是什么样子或怎样形成的。据物理学家组织网近日报道，最近，美国麻省理工大学和波士顿大学通过研究猴子行为，揭示了神经元集群怎样形成思维，并为思想的灵活变化提供支持。相关论文发表在近日出版的《神经元》杂志上。

　　该研究由麻省理工学院皮科瓦学院神经科学教授埃尔·米勒领导，他们发现神经元集群是通过彼此同步振动的方式来给某个行为规则编码。研究人员指出，这一发现表明意识的本质属性可能是有节律的。

　　“当我们交谈时，各种想法在头脑中不断浮现又消失，这些都是各种神经元集群在不断形成，组成一种形式，再改成其他形式。但大脑是怎样做到这一点的还是个谜。”米勒说，这也正是思维本身的真正性质。

　　研究人员识别出了猴子脑中的两组神经元集群。他们训练这些猴子根据物体不同的颜色和方向作出不同的反应，这要求猴子在认知上有灵活性——在两套不同行为规则之间转换的能力。“事实上，它们所做的是把注意力集中在物体信息的某些方面，而忽略其他方面。它们选择哪种行为取决于环境。”论文领导作者之一、麻省理工大学博士后蒂姆·布施曼说。

　　当猴子改变任务时，研究人员检测了它们整个前额叶皮质（大部分计划、思考发生在这里）不同区域所产生的脑波，发现神经元电流以节律性振动的形式产生了脑波。当猴子以方向为判断准则时，某些神经元以高频振荡，产生了β频率波动；以颜色为准则时，另一组神经元产生了β波。有些神经元会重叠，多组集群都会用到它们，但每组集群都有自己的组合方式。而且，当以颜色为准则时，曾经的“方向组”神经元之间出现了低频α波。研究人员认为，α波与脑活动抑制有关，能帮助那些“方向组”的神经元安静下来。

　　“这表明方向准则是占优势的，颜色准则相对较弱。大脑对‘方向组’发出了一阵α波，让它们平息下来，这样猴子才能使用较弱的神经组。”

　　目前，研究小组正致力于探索大脑在不同规则之间切换，也就是思考的时候，神经元集群之间是怎样协调彼此行为的。有些神经科学家认为，这需要有更深的脑结构起作用，比如丘脑来执行这一协调任务，但还没人能确证这一点。米勒说：“究竟是什么在控制着你的思维？这是认知上的最大秘密。”

　　该研究也有助于揭示意识的神经基础。米勒说：“意识最基本的特征是它的容量有限，能在头脑里并存的思想非常少。”这些波动解释了为何意识容量是有限的。当一个动物同时思考两件事时，需要两组不同的集群以β频率振动，它们互相干扰了相位。适合一个波动周期的信息数量是有限的，破坏这些振动可能导致神经紊乱，如精神分裂症。研究还显示，精神分裂症患者的β振动减少。

通过分析睡眠中脑电活动 大脑扫描可解码梦中所见（常丽君）

　　人们睡觉时可能做各种各样的梦。以前这些梦只有自己知道，而现在，科学家已经知道如何看到一个人梦到了什么。据《自然》杂志网站近日报道，一个来自日本京都ATR计算神经科学实验室的研究小组在不久前召开的新奥尔良神经科学协会年会上报告称，他们通过分析志愿者睡眠中的脑电活动，能预测出梦的某些特征。

　　他们对3名志愿者做梦的情况进行了研究，利用功能神经成像技术在睡眠时扫描他们的大脑，用脑电图（EEG）记录下他们的脑电活动。只要探测到表示志愿者开始睡眠的脑电波信号，就叫醒他们问他们刚才梦到了什么，然后让他们再回去睡。每次实验持续3小时，志愿者每小时被叫醒10次，其中有六七次会报告他们梦到了些什么，这样总共获得了大约200个梦的报告。

　　大部分的梦反映了志愿者日常生活中的经历，但有些梦也包含了不寻常的内容。研究人员从志愿者的报告中提取了关键词，分成20个大类，如汽车、男性、女性、计算机等，这些在梦中出现的频率最高；然后选了能代表每个大类的照片让志愿者观看，并将观看照片前后两次的脑电图进行对比。

　　研究人员对V1、V2和V3脑区进行了分析，这些脑区负责视觉信号的最早期处理和对视觉图像基本特征进行编码，如图像的对比、边界的方向等。他们还研究了其他几个负责高级视觉功能的脑区，如目标认知。

　　“我们构建了一个模型来预测每个大类是否在志愿者的梦中出现。”领导该研究的神谷之康（音译）说，“我们对志愿者被唤醒之前9秒的脑电波进行了分析，能预测一个人是否在做梦，准确率达到75%到80%。”

　　研究小组在2008年时曾报告破译了与早期视觉处理、图像重构有关的脑区的脑电波。现在他们通过更高级脑区的脑电活动，能精确地预测出志愿者梦中的内容。新研究还表明，在更高级视觉脑区，做梦和视觉认知的表现形式相似。加利福尼亚大学伯克利分校神经科学家杰克·盖伦特在会议上说：“这表明做梦牵涉到的许多高级视觉脑区，和真实的视觉成像相同；也表明我们在回忆梦的时候，可能是基于短期记忆，因为在志愿者被唤醒前的10秒内，对梦的解码是最精确的。”

　　目前，研究小组正在收集睡眠的快速眼动（REM）阶段的同类数据，REM阶段也和做梦有关。“这难度更大，因为我们必须等至少1个小时，志愿者才能进入这个睡眠阶段。”神谷之康说，了解更多有关梦境的内容，以及梦和脑活动的关系，有助于我们理解做梦究竟有什么用。