新華社北京4月17日電（記者魏夢佳）日升日落,，不同時差,，哺乳動物如何能感知一天的時刻變化？大腦如何計算時間,？這一直是國際科學界研究的難點,。北京大學科研團隊通過研究發(fā)現(xiàn),，哺乳動物大腦深部腦區(qū)中名為“視交叉上核”（簡稱為SCN）的神經元集群，可通過眾多神經元的“集體決策”計算時間,，時間解碼準確率可達99%,。這一成果日前在線發(fā)表于國際權威期刊《細胞研究》。

　　 北京大學國家生物醫(yī)學成像科學中心主任程和平院士介紹,，團隊通過自主研發(fā)的雙側掃描雙光子顯微鏡,，首次實現(xiàn)SCN區(qū)域近萬顆神經元跨晝夜的鈣成像。研究發(fā)現(xiàn),，SCN中以鈣脈沖為基本單元,，可形成從秒到小時到近日周期的跨尺度鈣信號，展示出潛在的時間編碼能力,。

　　 同時,，利用機器學習技術，團隊又開發(fā)了基于SCN神經元鈣信號的時間解碼器,，發(fā)現(xiàn)其解碼準確率隨著神經元數量的增加而顯著提升,，當隨機組合來自同一SCN腦片的900個神經元時，時間解碼準確率達99%,，且所有神經元對于整體時間計算有著近乎均等的貢獻,，從而揭示出神經元群體在時間編碼上的集體決策機制。

　　 “SCN是哺乳動物的‘中樞生物鐘’,，可接收并處理外界的光時間信息,，計算時間并輸出信號，從而指導調控生物體的生理功能與行為,?！北本┐髮W未來技術學院博士研究生王子晨介紹,，由于SCN致密度高，一直以來獲取大規(guī)模神經元集群的信號數據并實現(xiàn)解碼是國際研究中的難點,，團隊此次應用高速高通量成像和機器學習技術才得以破解其“計時”的奧秘,。

　　 此外，通過多尺度對比學習方法并基于鈣信號時間序列,，團隊還識別出SCN在空間中集聚形成雙側對稱,、波紋狀的表征，其形狀如同一只美麗的“時間蝴蝶”,。

　　 北京大學分子醫(yī)學南京轉化研究院喻菁博士表示,，此次研究不僅是國際首次在系統(tǒng)水平上揭示SCN基于神經元集體決策機制的時間計算能力及機制，應用其中的大規(guī)模鈣成像技術和深度學習方法也具有通用意義,，為研究其他復雜神經元集群工作原理提供了新思路,。