美国一项新研究发现，老鼠大脑一小块区域中的神经系统类似互联网结构。这对大脑神经系统是个分等级结构的传统理论提出挑战。
新发现
美国南加州大学神经系统科学家拉里斯旺森和理查德汤普森隔离起老鼠大脑中与愉悦和奖励相关的伏核区，在同一点同时注入两枚“示踪剂”，分别用于显示信号去向和来源。
“示踪剂”跟随信号移动，但不会干扰信号移动，能发光，可在显微镜下观察到。
他们发现，信号在一个个圈组成的网络中移动，这个网络“不是一个有上下之分的等级架构”。
汤普森花费8年多时间发明和完善这次研究所用示踪方法。
其他示踪方法大多只能在一个位置跟踪一个方向一个信号。
“我们可以在同一个动物身上同时观察一个大脑回路中的4个连接，”斯旺森说。
学术界假设过大脑中神经系统类似互联网结构，但先前没有实验证实过这种假设。
研究报告由《国家科学院院刊》（PNAS）发表。
旧理论
研究人员先前认为，大脑中的神经系统好像一个大企业，可以绘成一个从中枢部门分叉到下面一个个小部门的直线联系图。
英国广播公司（BBC）8月11日援引斯旺森的话报道：“‘从上到下理论’在已有实验神经科学文献中占有惊人的统治地位，这一理论可上溯至19世纪。”
斯旺森说，大脑中互联网式结构的存在可以解释大脑能克服局部损伤的现象，“你可以拿掉互联网任何一个单独部分，但网络其他部分照常工作”，神经系统同样，没法说某一部分绝对不可或缺。
下一步
斯旺森说，眼下至少在老鼠大脑伏核发现不同以往认为的神经系统结构，今后可以用这次研究中使用的示踪法观察其他部位，最终绘出整个大脑神经网络图。
斯旺森说，绘制整个大脑神经网络图是个无比复杂的工作，目前不能肯定这个图对解答意识和认知方面难题会产生何种影响。
“不过，好比人类基因组项目。人们相信找出人类脱氧核糖核酸（DNA）完整序列是研究生物学的一块基石，无论花费多长时间都要完成这项工作，”斯旺森说。
更多阅读
英国广播公司相关报道（英文）
《国家科学院院刊》发表论文摘要（英文）
Hypothesis-driven structural connectivity analysis supports network over hierarchical model of brain architecture
Richard H. Thompson and Larry W. Swanson1
Published online before print August 9, 2010, doi: 10.1073/pnas.1009112107
Abstract
The brain is usually described as hierarchically organized, although an alternative network model has been proposed. To help distinguish between these two fundamentally different structure-function hypotheses, we developed an experimental circuit-tracing strategy that can be applied to any starting point in the nervous system and then systematically expanded, and applied it to a previously obscure dorsomedial corner of the nucleus accumbens identified functionally as a “hedonic hot spot.” A highly topographically organized set of connections involving expected and unexpected gray matter regions was identified that prominently features regions associated with appetite, stress, and clinical depression. These connections are arranged as a longitudinal series of circuits (closed loops). Thus, the results do not support a rigidly hierarchical model of nervous system organization but instead indicate a network model of organization. In principle, the double-coinjection circuit tracing strategy can be applied systematically to the rest of the nervous system to establish the architecture of the global structural wiring diagram, and its abstraction, the connectome.
