长期以来，大脑模型将其描述为类似生物计算机。根据这种传统观点，大脑像中继器一样处理信息。单个神经细胞检测到一个刺激，然后将数据从一个神经元传递到下一个，通过一系列门。
这个模型并非错误，但它遗漏了很多尚未解释之处，特别是动物的感官细胞为何对相同的刺激做出不同的反应。例如，一闪而过的强光通常会激活动物的感官细胞，但如果动物的注意力集中在其他事物上，而不是光，那么感官细胞可能不会被激活。专家想知道这是为什么。
在最近发表的一篇论文中，加州圣地亚哥的索尔克生物学研究所的研究人员提出了一个新的数学模型和可能的解释。他们认为，与其将单个神经元之间的相互作用比作中继，不如将其比作海浪更有意义。
感官体验
专门从事感知心理学和感觉运动神经科学的科学家、该研究的作者之一 Sergei Gepshtein 解释说，在某些情况下，信息处理可能更好地描述为波的相互作用。
不是一个神经元响应给定的刺激，而是大脑中神经活动的分布式模式形成了一个波形，具有交替的峰和谷，就像电磁波或海浪的峰和谷一样。
就像那些更熟悉的波一样，大脑活动的波——研究人员称之为神经波——相遇时会增强或抵消。
Gepshtein 解释说：“感官体验在你脑海中产生，是这种相互作用的结果。”
数学模型
研究人员通过生理学和行为学测试了他们的数学模型。在行为研究中，研究人员向受试者简要展示了两种由黑白条纹交替组成的图案，称为亮度栅格。在图案之间，会出现一条模糊的垂直线，称为探针。研究人员问受试者探针出现在亮度栅格的上半部分还是下半部分。
受试者在某些位置检测探针的能力较好，在其他位置较差。当研究人员绘制结果时，它们形成了数学模型预测的波形。换句话说，看到探针的能力取决于在任何特定位置神经波的叠加方式。
这种理解感知的新框架有许多潜在用途。例如，科学家们认为它可以阐明包括人类在内的生物体如何处理空间信息。
虽然这项研究侧重于视觉感知，但 Gepshtein 指出，神经波是大脑皮层许多部分的特性。然后，科学家们可以利用这个模型来理解其他类型的感知。他还说，他们还可以利用它来设计人工智能。
Gepshtein 强调，这个新模型并没有取代传统模型，而是对其进行了补充。
Gepshtein 说：“这是一种思考大脑如何处理信息的不同方式，它有助于理解从传统观点难以理解的现象。”
他说，一个很好的类比是化学和物理学中的波粒二象性——即电磁波（包括光）同时具有粒子和波的性质。在思考大脑如何处理信息时，我们有时可以使用单个神经元响应刺激的传统模型。但在许多情况下，通过将该过程视为神经活动的波，我们可以更清晰地了解正在发生的事情。
