神经元可能包含在其中的东西

Randy Gallistel是一个非凡的科学家，他们认为神经元在它们内令人难以置信：一个可访问的计算机制，允许大脑在内存中存储数字，然后从内存中检索这些数字。

但是Gallistel指向一个迷人的实验（用雪貂完成）来支持inteneuronal存储器储存的想法。这种雪貂实验要求科学界的参与/响应。当然，这个雪貂的停电不能永远持续下来。

请参阅下面我的Gallistel博士采访。我编辑了面试，使其更加对话，我添加了超链接。

我正在努力重定向神经科学家的记忆的物理基础。

发现我们所学到的东西在我们的大脑中的编码是如何对神经科学的重要性，因为遗传的身体基础（DNA）一直是生物学。它将改变超出识别的领域。最终理解大脑如何计算的关键。

2）您对其他人从事的最令人兴奋的事情是什么？

我的首席合作者彼得巴尔斯姆，已经完成了一系列关于基础学习的实验（Pavlovian调理）。这些实验证实了哪家知名的前同事鲍勃Rescorla（最近已故的），在50多年前展出。这是颞会配对与关联学习没有任何关系。

现在，几乎所有神经科学家都基于他们的搜索 - 对于内存的物理基础（Engron） - 假设时间配对导致学习。他们致力于这个假设 - 即使是50年前的Rescorla指出，定义时间配对的实验尝试始终失败。这种失败现在就像在50年前一样醒目。任何让神经科学家放弃时间配对是一个有用的科学概念的想法，就是发现记忆的物理基础的一步。

3）“雪貂实验”的工作如何，结果是什么，为什么结果有重要意义？

雪貂实验表明，测量 - 然后储存 - 一个最大简单的体验 - 事实（两个简单事件之间的间隔之间的持续时间）发生在小脑中的单个巨大细胞（神经元）中。它还表明，随后对该单元格的单秒针输入触发了读出这个内存的读出，以简单的行为：适当定时的闪烁。

眨眼是响应于对眼睛很快发生威胁的简单刺激（爪子上的触摸）（对眼睛附近的皮肤震动）。警告信号和震动本身之间的间隔持续时间已经存储在小脑中这个巨大的细胞内的engram中 - 结果，大脑可以眨眼使眼睛闭合（因此受到保护）当预测的威胁发生时。

Johansson还鉴定了这一巨大神经元内的一系列分子事件中的第一个分子阶段。在该序列中的某个地方是编码该间隔持续时间的分子物质。它在传统计算机中执行与内存寄存器相同的功能。

生物分子是微小的互连机器。 Johansson以这些机器的序列确定了第一个。序列必须导致engram。 Fredrik Johansson为分子生物学家做了Ariadne在递给他的球门球时所做的。忒修斯使用了球线来通过迷宫到牛马鹿来找到他的方式，再次退出。

每个神经元包含数十亿（几乎）不可定义的微小的分子机。分子生物学家已经开发出一种惊人的技术，用于可视化/操纵这些小机器的动作。这些技术将允许分子生物学家跟随该巨大神经元内的机器到倾向于编码经验收集事实的小机器，以便这些学习/记住的事实可以通知稍后的行为。

难度是由于攀登直观的亚里士稳成的能量坑所需的精神能量。 Engram目前的方法是在追溯到亚里士多德的直觉上建立。

直觉是内存由关联导电连接 - 原始感觉（颜色，纹理，形状，气味等）。这种直觉是行为主义心理学的基础，这在前一个世纪上半叶的主导地位/实验占主导地位/实验。介绍性心理学课程/教科书仍然广泛教导学习理论。并通过围绕深度学习的严重误导性炒作得到了新的生活。

神经科学家拥抱亚里士多德的理论。但关于记忆的最基本事实是内存充满了与简单的感官体验无关的学习事实（时间，距离，持续时间，概率，数量）。亚里士多德的理论没有尝试解释这一基本事实。

这个亚里士多特的理论指示神经科学实验/了解学习/记忆的理论。抛弃这个理论是一个深远的转变，而是专注于大脑如何编码最大简单的抽象事实。

在大多数科学（物理学，化学，生理学）的历史中，最重要的阶段是科学家终于抛弃了亚​​里士多德离开了我们的直观但无用的概念。亚里士多德的高度直观自然科学成为中世纪哲学/科学的基础。 （哲学和“自然科学”在中世纪没有区别。）

在几乎所有科学的早期历史中，思想家摒弃了这些直观吸引人的概念，这是一个令人痛苦的难以让这些直观的概念。考虑卡路里理论。

主流脑科学家不知道大脑如何存储数字，检索该数字和其他相关数字，算法成对地运行，并将结果返回到内存。整个思考方式（计算理论）不是他们对大脑如何工作的概念的一部分。

和内存代码也不是他们概念的一部分。这就像生物化学家如何没有在分子结构中实现的代码的概念，直到沃特森，克里克和富兰克林的启示。

太早了。我正在尽力获得分子生物学家来实现约翰逊的发现为他们开放的巨大机会。

8）我们知道第一步到达数量的实际存储站点，但遵循沿着“线程”到存储网站的努力？

分子生物学家已经反复完成惊人的东西。所以我认为他们可以这样做。我判断它可以用分子生物学家已经拥有的工具完成。

这并不容易。可能需要10年 - 也许20岁 - 一旦分子生物学家真正开始工作。

9）我们如何了解存储网站本身以及允许从该存储站点传输到和检索的号码的机制？

11）是人类大脑中每个神经元的想法都有存储现场，或者只是其中一些？

12）它完全打开了这个存储网站实际上或实际上看起来像，正确的？

有一个警告：无论它看起来像什么，它必须显而易见的是，它的形式使其具有多肽的功能性质（DNA所属的分子类别）。也就是说，可以清楚地描述所讨论的物质（或物质的组合）来存储“信息”（在科学意义上）。

此信息保存功能不应采取大量的能量，因为大脑储存了巨大的信息。拇指驱动器存储大量信息，无需任何能量输入所需的信息 - 您不必在晚上插入拇指驱动器。同样，ENGRAM必须能够保持内部的信息，几乎没有能量输入。

13）关于将信息带到此存储站点的系统所知的内容，然后将信息从此存储场中带出来？

除了这一系列步骤中的第一步。约翰逊所证明的受体分子至关重要。这是相当于螺纹球的阿里亚德队给出了忒修斯。

球没有通过迷宫讲述轨道。但它给了他找到路线的手段。

14）最终，这个想法是，在单元格中有一些小存储网站可以存储数字，正确？

作为新信息进来的，该想法是根据需求进行了许多存储站点合成的。

遵循Ariadne的线程找到一个这样的网站最终使我们能够识别大脑中的物理实现内存。这将是一个深刻的革命的开始。

我们从现代计算机技术中知道，可以存储/处理号码的机器可以编码我们知道如何编码的任何东西。一台现代化的计算机机存储了许多我们认为不以任何方式视为数值的东西。当您挖掘到物理内存级别时，它是所有数字 - 例如，图像只是数字数组。

有一个巨大的实验文献，表明所谓的“联想”学习不依赖于亚里士多德协会 - 这取决于所存储的事实。

它还表明，关于时间（持续时间，一天）的事实是确定啮齿动物在神经科学家的实验中的表现方式中最重要的事实之一。神经科学家很难消化，因为他们致力于aristotelean的想法，即在感官中没有任何东西没有任何东西。

问题是，一天中没有感觉受体和间隔持续时间。持续时间不觉得任何东西 - 它是不可能的。但我们每天学习新的持续时间。每次前往一些新的位置，你都会学会旅行所花费了多长时间（无论你知道它是否知道）。而且你也会学到你在旅行的一天（即使你不穿手表）。

几十年来，神经科学家抵制了关于大脑中时钟的压倒性的行为证据。我在20世纪6060年代中期的耶鲁耶鲁耶勒行为神经科学生中的一些研究生在这个非常突然的建议中哼了一声，当时我试图把注意力称为它的行为证据。 （此证据主要来自动物学家，特别是德国动物学家研究了蜜蜂。）

有人试图了解了假设的时钟可能需要的材料形式。在这几次尝试中，被定位了电路级结构。在这些理论中，时钟依赖于由“尖峰”（电信号）介导的神经元相互作用。神经科学家仍然非常强烈地假设学习/记忆仅因神经元相互作用而产生。

但最后 - Seymour Benzer（物理学家转向遗传主义者）和他的研究生发现了指导昼夜钟表的建造的最重要的基因之一（讲述日期的脑管）。昼夜节奏时钟现在被理解为那些多组分内科分子机之一。昼夜昼夜时钟的章节出现在神经科学 - 教科书中，时钟怀疑论者沉默了。

基本上是不可能让神经科学家在过去50年中发现的是关于最简单形式的“联想”学习的行为科学家。信息理论在寻找Engram中没有在eNGRAG中缺乏角色。在计算神经科学家努力模拟帕夫洛夫/乐器学习的努力中没有作用。

但是，分子生物学的教训不应忽视 - “信息”（从意义上讲，物理学家和通信工程师使用这个术语）被发现是生命的基础。

搜索Engram不包括代码的概念。但代码的概念是信息理论和分子生物学的核心。

和计算理论家永远不会尝试指定代码可能是什么可以存储事实。他们了解了engram的材料物质，但它们不询问哪些代码可能使该物质能够编码简单的事实。一个简单的事实，就像煮一个鸡蛋需要多长时间。

我们很少考虑简单的量化事实，但我们对他们的了解不断塑造我们的日常行为。这些事实很简单，因为你可以用单个数字代表它们。

数字的逻辑/算术操纵是任何有效计算机器的基础。在过去的50年里，心理学家和其他认知科学家在过去的50年里，大脑是令人眼花缭乱的良好的计算机器。这种变革性洞察力被称为计算的心态理论。

有效计算机器的关键是其存储器 - 存储事实的位置。没有代码，没有内存可以存储一个事实。所有代码都以数字（作为通信工程师理解）编写。这是任何计算机机中的数字。

16）将主流神经科学家们将抬起他们的眉毛，以便数量不知何故存储在细胞内并从内部收回？

他们中的大多数人都认为这是关于他们听过的最疯狂，最愚蠢的，最令人难以置信的想法。

尽管他们都知道在每个细胞内部丰富的多核苷酸可以以忽略的能量成本存储大量信息。他们知道。但他们并不认为与思考大脑如何工作是相关的。

不是一些神经科学家认为，科学的信息概念与神经科学无关。这所思想学院认为，在理解脑子如何做到他们所做的事情时，信息的概念没有有用的作用。

17）雪貂实验如何确定数字 - 这是计算的本质 - 实际上（以某种方式）存储在单个细胞内？

这取决于人们所需要的“某些”。这非常难以实现科学。

实验表明，间隔持续时间的engram位于该大神经元的内部。 （我无法在争论的这一部分进一步阐述而不获得技术。）

在计算机器中，一个数字被理解为一个物理实现的符号（当我们在纸上写这样的符号时，我们称之为“数字”，或者在石头上雕刻这样的符号，或者进入计算机-记忆）。

符号必须代表经验数量-e.g。，有多少人会来吃晚餐或我们想要服务多少葡萄酒。

并且符号也必须通过算术的基本操作来进行算术操纵。

我们知道持续时间的engram是算术处理的。闪烁延迟与记住的间隔持续时间成比例。这意味着来自算术的两个操作：减法和排序操作。您需要从记住的时间间隔中减去当前经过的间隔。并且您需要订购操作（“≥”），以确保如果经过的时间未接近目标时间 - 即，如果减法结果大于或相等，则不触发闪烁（“≥”）一些阈值。

我们知道，主题通常不会对警告信号进行响应，首次观察到警告信号以可预测的间隔预测威胁。在回答之前需要多少观察结果？这取决于信号的信息性 - 当您通过警告到威胁间隔划分平均威胁间隔时获得的比率。这种比率越大，警告传达的信息越多，越早的主题就会响应。这种良好的行为事实意味着受试者的大脑代表两种间隔并代表该比例。因为其中一个间隔是平均值，因此大脑必须计算威胁间隔的广泛变化序列的平均值。这是彼得巴尔兰的未经证实的发现之一。平均需要加法并分裂。 “采取比率”是划分的另一个名称。

如果有些东西像鸭子一样走，就像鸭子一样谈话，那就是一只鸭子。如果物理实体表示数量并且被排序，则添加，减去，乘以和划分 - 那么它是一个数字。

您可以认为计算机存储器中的（一种物理形式）的位模式仅为一系列充电/不带电的电容器。但要想到一种误会，就是错过整个点。概念上，充电/不带电电容器的序列与您在一张纸上写下时的“3”或“IV”如同，以便添加，减去或乘以它们。

18）小区如何知道何时向存储站点发送信息或从存储站点提取信息时发送信息？

用于寻址（查找/读取）存储的记忆的机器本身是（许多）谜团之一。但如果我们实际上可以找到一个简单的物理实现的记忆，那么我们就可以开始找到这些与其他密切相关的神秘的答案。

对沃森，克里克和富兰克林之后的分子生物学史进行类比是非常有益的。 DNA的结构使两件事明显到任何观察者。

首先，电池如何复制存储在结构中的信息的广泛概述。传统的生物化学前1953年没有答案向那个谜。 DNA的结构提示一个人想象必要的生物化学可能看起来像什么。 （分子生物学家在过去的60年内花了很多，在非常复杂的故事中的许多细节，了解复制工作。）

其次，必须有类似代码的东西。几个物理学家/数学家立即提供关于“代码”的假设。起初，“代码”在恐慌引述中，因为一个相当明显的建议是该结构提供了合成蛋白质的模板。人们可以争论模板是否真的是代码。但它相当很快就会显然，DNA不是模板。超过20年的跨度，它慢慢地出现了DNA-结构在代码的字母（核苷酸）之间的术语中最不稳定的映射中的代码（核苷酸），代码中的单词（三个核苷酸的字符串）构成了代码）和单词所指的蛋白质 - 成分（氨基酸）。一些代码词甚至是标点符号 - 它们表示代码的读取应该启动和停止。

它还出现了有些分子机器，其功能是读取代码中的句子并将这些句子携带到实际组装蛋白质的其他机器。蛋白质组装机使用特殊的代码转换分子。代码转化分子的一端识别给定蛋白质 - 元素（氨基酸）的代码的单词 - 其它末端抓住氨基酸。据表明，如果一个内置了这些转换分子，可以改变代码，并将其添加到具有给定的单词识别结束的不同元素 - 抓取物。还有人透露，还有其他分子机器，其工作是编辑和纠正翻译。

事实证明，异常精细/多样化/复杂的分子机械，将编码信息转化为具有许多工作部件的蛋白质巨大分子。即使在DNA启示录的立即后，没有人能够猜测有关该机器的任何细节。它已经采取了50多年的大规模科学努力，揭示了读取基因和构建蛋白质的分子机械。但蛋白质本身就是（大多数）构建蜂窝水平MA的砖块

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