動作電位產生的磁場對神經網路的影響

一般的情況下，利用神經模型在電腦上模擬神經網路時，通常只考慮電壓之間的差異，例如Hodgkin–Huxley model、Leaky integrate and fire model等等。實際在生物細胞中，離子流動產生電流，透過電流磁效應會在周圍產生磁場，因此會影響鄰近的神經突觸。

本篇論文模擬80個興奮神經細胞和20個抑制神經元全部連接，並考慮自發磁場(Spontaneous electromagnetic)產生的負回饋(negative feedback)。結果發現負回饋減慢神經網路自組織(Self-organization)的過程。接著發現自發磁場在穩定的自組織神經元網絡中會先促進突觸連接的調節，然後再抑制。因為此複雜的調節過程，會使神經網路的同步降低。

高模塊化，表示同一模塊(module)的神經中有較強的連接強度。此研究發現隨著負回饋的增強，神經模塊化降低。表示自發磁場使神經網路變得更均勻，可能具有更高的整合整個網絡中神經信息的能力。

此實驗初步提出神經網路因為受到自發磁場而產生的影響和損耗。了解到神經網路中離子流動產生的自發磁場也會影響神經網路的動力學。

撰文者：謝明儒

https://www.nature.com/articles/s41598-019-46104-z
Wang, R., Fan, Y., & Wu, Y. (2019). Spontaneous electromagnetic induction promotes the formation of economical neuronal network structure via self-organization process. Scientific reports, 9(1), 1-13.