神经元是如何工作的？
心理疗愈馆2020-12-21 23:26
神奇的大脑能完成极其复杂的逻辑推理的工作，那么它到底如何做到的呢？
先讲一下计算机的底层计算逻辑，电脑的底层逻辑只有“0”和“1”.可用电压的高低代表，电压低表示“0”，电压高表示“1”。0和1经过几种逻辑门电路的运算，又可以得到更多种变化，如：与门、或门、非门、与或门、或非门等等
简单介绍一种感受下
与门：有多个输入端，一个输出端。当所有的输入同时为高电平（逻辑1）时，输出才为高电平，否则输出为低电平（逻辑0）。下面以两个输入为例
逻辑“与”门符号
两输入“与”门真值表上图为一个两输入(输入A、输入B)的与门，AB的“0”和“1”组合有4种，输出结果有两种，仅仅是两个输入，就有四种输入组合跟两种输出结果。那么有10个输入、100个输入呢？换一种逻辑门又会怎样？
就是因为拥有大量的逻辑门组合，才有了电脑的强大计算能力。而我们的神经元就类似“与门”这样的逻辑门，是大脑计算的基本单元。
神经元工作原理
神经细胞之间以电脉冲进行交流，在其被激活并发送神经脉冲之前，其膜电位处于-70mV的初始状态。这种初始电位状态被称作静息电位。该状态是极化的，神经细胞能够维持该状态是因为细胞膜上有“钠钾离子泵”的蛋白质通道，其可调控膜内外钠钾离子浓度，使膜电位保持在-70mV状态。
当轴丘（细胞体与轴突相连处）的膜电位上升至-55mV时，则细胞膜上的电压门控钠离子蛋白质通道打开，大量钠离子涌入膜内，导致周围膜电位迅速上升至40mV左右，这个过程叫去极化。其同时影响后端的膜电位变化并导致后端细胞膜上电压门控钠离子通道也打开，就这样膜电位迅速变化并向前传递，形成神经电脉冲，一直传递到轴突末梢--突触。
复位：当膜电位去极化升至40mV以上时，细胞膜上的电压门控钾离子通道则会被激活打开，调控钾离子大量涌出到膜外，使得膜内外电压至-70mV以下，再由钠钾离子泵调控至-70mV的初始电位状态，等待下次被激活。
被触发的神经脉冲相当于这个神经元的输出，触发的条件是轴丘膜电位上升至-55mV，那么是怎样的输入导致膜电位的改变呢？
别忘了神经元还有树突，而一个神经元往往拥有多个树突（输入），与其相连的上一级神经元同样也是多个，相连的部位就叫突触。
轴突与树突相连，形成突触突触的轴突部分称为突触前膜，树突部分称为突触后膜，中间的间隙称为突触间隙。
突触前膜：上一级神经元的轴突末梢，内有突触囊泡，负责运输神经递质。当动作电位（神经脉冲）传导至轴突末梢时，促使突触囊泡穿过细胞膜并释放神经递质于突触间隙中。
突触后膜：负责接收信息（神经递质）。膜上拥有多种神经递质受体及相应离子通道，不同的受体在与特定的神经递质结合后，会打开对应离子通道，允许离子通过或造成其他变化。有的会增高膜电位，有的则降低膜电位。调控膜电位上升至-55mV的速度，从而调整电脉冲发送的频率。
而且一个细胞的膜电位与所有相连的神经细胞有关。所以该神经元的神经脉冲的触发由相连的上一级神经细胞共同决定（多个输入，可调的触发频率）。这样神经细胞就可以发送不同的信息了。
当众多神经细胞连在一起（神经网）时，也就拥有了计算的能力。
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