新传媒网科学家发现，哺乳动物大脑的外皮层能够保持对它接收到的所有外部输入的控制，因为它的神经网络是如何组织成相互连接但独立运作的“模块”的。
这一发现是一个独特的实验系统的结果，该系统在微加工的玻璃表面上生长神经元(大脑的功能元件)。然后计算模型描述了实验观察结果。
这项研究由日本东北大学的 Hideaki Yamamoto 和巴塞罗那大学的 Jordi Soriano 领导的国际研究小组完成，发表在《Science Advances》杂志上。
皮质是大脑的外层，包含大量负责感觉知觉、运动控制和高阶计算等功能的神经元。
“神经网络，就像哺乳动物皮层中的神经网络一样，需要能够将输入与专门的电路分开，并整合来自多个电路的输入，”山本说。但目前尚不清楚皮层如何能够支持这两种截然不同的处理模式。
为了研究这一点，研究人员引导皮层神经元形成一个包含多个子组或模块的网络。实验室培养的神经元被设计为表达光敏蛋白，因此可以使用特定波长的光刺激它们。
研究小组发现，结构更良好的模块化网络对局部光刺激有很大的反应，而那些“模块化”程度较低的网络则以过度同步的方式对所有刺激做出反应。
为了实现这种效果，所施加的光刺激在不同时间传递到网络的不同部分，以模仿现实生活中从大脑皮层下部分到皮层的输入。然而，当整个网络的整体兴奋性同时提高时，通过增加整个网络的钾浓度，这确实触发了整个网络的同步、协调的活动反应。
山本解释说：“局部隔离活动和全球整合活动之间的这种平衡被认为对于大脑能够以有限的资源扩展其信息表示能力非常重要。”
