人脑中抽象概念的出现只有通过激活大型神经元复合体才能发生

洛巴乔夫大学的科学家和外国同事首次从理论上证实了概念细胞的存在。这些是单独的神经元，每个神经元负责自己的抽象概念，比如音符。研究人员以贝多芬的第九交响曲为例，展示了这些细胞是如何工作的。这种细胞存在的证据驳斥了一般的共识，即人脑中抽象概念的出现只有通过激活大型神经元复合体才能发生。这一新发现也可以在人工神经网络的发展中发挥非常重要的作用。

RSF资助项目的负责人、转换技术中心基础和应用研究部高级研究员瓦列里马卡罗夫(Valery Makarov)解释说，任何生物的大脑都非常复杂。“大脑在神经系统中起着关键作用。神经元是负责接收、处理、存储和传输信号的神经系统细胞。目前科学界普遍认为，人脑中抽象概念的产生，需要无数神经元的相互作用进行复杂而完美的协调。然而，有一种假设认为，单个神经元，即所谓的概念细胞，可能负责人类执行的复杂任务。这些单独的神经元根据对神经元的特定刺激形成抽象概念。例如，他们会对人们的名字做出反应。所以“珍妮弗安妮斯顿神经元”被发现得更早，每当屏幕上出现女演员的肖像，就会触发这一事件。Valery Makarov评论说，这种对某些图像的呈现做出反应的神经元被称为“la祖母细胞”。

研究人员认为，概念细胞也可以在情景记忆中发挥重要作用。它们的存在挑战了复杂认知过程需要多个神经元完美组织互动的普遍假设。

洛巴切夫斯基大学的科学家和他们的外国同事首次建立了一个模拟海马神经元工作的模型。这是大脑的一部分，特别负责记忆和空间方位。

“通过数学计算，我们确定了三个基本原理，可以提供个体细胞的高认知能力。首先，它是一个严格的神经层次结构。我们研究了神经元的选择层和概念层之间的关系。第一个过程隔离信号，而第二个过程处理信号并将其与抽象概念相关联；其次，我们在概念层面上关注一个神经元与多个接收神经元之间的关系。第三，我们发现了突触可塑性，即它们之间信息传递的变化。神经元起着重要的作用。这些理论原理使概念层面的细胞能够学习并显著提高认知能力，从而成为概念细胞。”瓦列里马卡罗夫解释道。

这项研究的作者用音符来说明这种学习的可能性。他们形成了一个神经网络，包括选择层面的3200个细胞和概念层面的1600个细胞。该单元暴露于八种不同的声波，每种声波具有八种相移，即振荡。神经元的这些振荡被视为独立的信号，所以每个信号有大约50个接收神经元。起初，它们可以感知各种随机信号，但经过训练后，它们的活动范围变得更窄，也更专业。贝多芬《第九交响曲》中的一个实验表明，接收神经元捕捉到一个单一的声波，在概念层面上，这些单元处理接收到的信息，确定演奏的是哪个音符，充当概念单元。

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