橋大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家預(yù)測(cè)， "理想"的大腦回路有一個(gè)適合執(zhí)行特定任務(wù)的尺寸。這項(xiàng)發(fā)表在《PNAS》上的研究著眼于神經(jīng)回路如何利用額外的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)更快、更的學(xué)習(xí)。

研究表明，向網(wǎng)絡(luò)中添加明顯的"冗余"神經(jīng)元(使大腦工作的細(xì)胞)和突觸連接(使信息從一個(gè)神經(jīng)元流向另一個(gè)神經(jīng)元)實(shí)際上是一把雙劍。一方面，網(wǎng)絡(luò)連接的增加可以使任務(wù)更容易學(xué)習(xí)。另一方面，由于信號(hào)傳輸連接中固有的噪聲，一旦信號(hào)通路超過(guò)一定的尺寸，增加的連通性終會(huì)阻礙學(xué)習(xí)和任務(wù)性能。這些發(fā)現(xiàn)揭示了一個(gè)新的潛在原因--為什么過(guò)多的嘈雜連接會(huì)導(dǎo)致學(xué)習(xí)障礙，而學(xué)習(xí)障礙與大腦的超連接有關(guān)，包括一些發(fā)育形式的自閉癥。

這項(xiàng)研究的信息工程和醫(yī)學(xué)神經(jīng)科學(xué)講師Timothy O'Leary博士說(shuō)："我們的研究表明，在大腦回路中添加'多余的'或冗余連接，實(shí)際上可以提高學(xué)習(xí)效率。"這些額外的連接--對(duì)大腦功能來(lái)說(shuō)并不是必要的--可以使一項(xiàng)新任務(wù)更容易學(xué)習(xí)。

"然而，我們發(fā)現(xiàn)，如果每個(gè)新路徑都在其傳輸?shù)男盘?hào)中添加'噪音'，那么隨著電路尺寸的增大，學(xué)習(xí)性能的總體增益終將會(huì)喪失。因此，我們可以預(yù)測(cè)存在一個(gè)所謂的"點(diǎn)"，一個(gè)適合特定任務(wù)的理想大腦回路大小。雖然有證據(jù)表明，更大的大腦往往存在于具有更高認(rèn)知功能和學(xué)習(xí)能力的物種中，但大腦回路的大小終可能會(huì)受到在不可靠的突觸下學(xué)習(xí)的需要的限制。簡(jiǎn)而言之，在大腦中添加神經(jīng)元和連接可以在一定程度上幫助學(xué)習(xí)。在那之后，回路的增大實(shí)際上會(huì)影響學(xué)習(xí)