耶路撒冷希伯来大学近日发布的一项研究显示，人类大脑中单个神经元的信息处理能力远超其他哺乳动物，这意味着人类卓越的认知能力不仅源于拥有更多神经元及其连接，也可能与单个神经元本身更强大的计算能力密切相关。
该大学与荷兰阿姆斯特丹自由大学的研究人员让人工神经网络学习并模拟单个神经元对输入信息的反应，并以人工神经网络完成模拟任务的难度，衡量神经元自身的计算能力。结果显示，人类大脑皮层神经元比其他哺乳动物具有更高的信息处理能力。
研究人员认为，这主要得益于人类神经元拥有更加复杂的树突结构和独特的电生理特性，使其能够对输入信息展开更复杂的运算。因此，一个人类大脑皮层神经元并非传统意义上的简单“开关”，而更像一个高度复杂的计算单元，其功能甚至可与深度神经网络相媲美。
研究人员表示，人们通常认为神经元只是负责“开启”或“关闭”信号传递，而研究结果表明，单个神经元本身就是一种“极其复杂的计算设备”。这一发现挑战了长期以来“智力主要源于神经元数量和连接规模”的传统观点，为理解人类认知能力的演化提供了新视角。
这项研究建立了连接脑细胞物理结构与计算能力的系统框架，有望帮助科学家进一步揭示大脑产生思维、学习和认知的机制。这一成果还可为未来人工智能的发展提供新思路，即借鉴生物神经元的复杂计算机制，设计计算能力更强的人工神经元，而不仅仅依靠扩大模型规模和参数数量来提升人工智能性能。
相关研究成果近日发表在美国《国家科学院学报》上。
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