美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校一個(gè)研究小組當(dāng)前正設(shè)法利用那些更小的電位，作為意志意圖的指標(biāo)，研究大腦在學(xué)習(xí)過程中的意志活動(dòng)。腦-機(jī)接口（BMIs）不僅在神經(jīng)學(xué)方面有很多應(yīng)用，還是研究神經(jīng)元整體動(dòng)力學(xué)的有力工具。但在任何實(shí)際接口中，能得到的記錄位點(diǎn)數(shù)量都是有限的，而研究人員想得到來自每個(gè)位點(diǎn)的盡可能完全的信號(hào)。為了建立更好的腦-機(jī)接口，研究人員開始更深入地觀察低于神經(jīng)元興奮閾值以下的活動(dòng)。

研究人員訓(xùn)練小鼠能響應(yīng)音調(diào)高低來調(diào)整自己的神經(jīng)興奮性，目標(biāo)集中在小鼠的層Ⅱ-Ⅲ神經(jīng)元上，這些神經(jīng)元形成了小鼠的運(yùn)動(dòng)皮層或體感皮層，由基因編碼的鈣指標(biāo)gCaMP6f來專門表達(dá)。研究人員用雙光子成像來記錄這種鈣指標(biāo)信號(hào)，能記錄到150×150平方微米視域內(nèi)的每個(gè)細(xì)胞。他們用與峰值有關(guān)的鈣信號(hào)訓(xùn)練小鼠操控聲音光標(biāo)，結(jié)果小鼠只用幾天就學(xué)會(huì)了這項(xiàng)任務(wù)，并在隨后的時(shí)間里表現(xiàn)得越來越好。

研究人員解釋說，只用皮層錐體細(xì)胞產(chǎn)生的峰值有很多問題。閾值以下電位或離子流與細(xì)胞的峰值行為相關(guān)，但也并非總是如此。比如，腦干眼球運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元突然放電頻率超過300赫茲，只是為了“吸引”眼球的注意。一個(gè)錐體細(xì)胞可能每隔幾秒才興奮一下，直到做完全不同的事，它們才會(huì)選擇放電。如果希望錐體細(xì)胞的樹突和突觸放電過程保持大致相同的頻率，顯然這樣的結(jié)果會(huì)丟失許多信息。而那些例外的錐體細(xì)胞峰值可能更有用。它們反映的情況或許是在幾百只蒼蠅中有一只飛向一匹馬，讓馬突然弓背躍起等情況。錐體細(xì)胞也可能自己產(chǎn)生峰值，比如開飯的鈴聲。

研究人員還指出，只記錄峰值從總體上不能反應(yīng)皮層處理信息的過程。如果不把多種豐富的神經(jīng)元現(xiàn)象考慮進(jìn)來，要想重新構(gòu)建一種算法，把刺激因素，或?qū)?nèi)部意圖的推測完整拼接在一起是非常困難的。雖然要把實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)移到人類身上，還需要很多實(shí)驗(yàn)硬件，但新研究為科學(xué)家從腦中獲悉個(gè)體意愿提供了一些基本的新線索。