MIT皮科尔学习与记忆研究所的三位科学家在《神经科学杂志》上提出，新理论解释了大脑如何产生认知和意识：大脑利用节律性神经活动的传播波来协调灵活的神经网络，实现类比计算。
皮科尔教授Earl K. Miller指出，传统的“电路”比喻不完整。电路和突触提供记忆存储和目标表示的基础设施，但在快速变化的感官环境中，仅靠突触的化学重连无法满足即时需求。相反，大脑需要一种控制系统，在毫秒级别内协调数百万神经元。长期实验表明，大脑波——大规模神经元的同步节律波动——正承担这一关键角色。
与数字电路逐步切换不同，类比计算通过波的干涉实现并行处理，效率更高。局部传播波在大脑中普遍存在，正是大脑利用自身物理特性进行计算的体现。
该理论的临床意义在于，波动可以非侵入性调控，提供新的治疗思路。Miller的实验室正与自闭症研究合作，探索基于波动力学的干预。
为了说明波动如何组织神经元，研究者从“混合选择性”出发：单个神经元可参与多个功能网络。不同频率的波调节不同认知过程：较慢的α/β波携带记忆和目标信息，调控更快的γ波处理感官输入。α/β波源自突触网络的同步放电，而波本身又通过电场耦合（ephaptic coupling）快速影响放电，实现双向交互。
α/β波还能在空间上局部作用，在时间上沿皮层传播，充当移动模板，决定γ波何时何地处理信息以及哪些神经元被激活。作者将此称为“时空计算”，波的相交产生加减运算，实现类比计算。
关于意识，作者认为，当波动将皮层组织成全局一体化状态时，意识随之出现。麻醉实验显示，三种作用机制不同的药物均通过破坏波动组织导致失去意识，说明意识依赖于大尺度波动的完整性，而非特定受体或细胞类型。
研究得到多家机构资助，包括自由在一起基金会、美国陆军研究办公室等。
博主点评：这篇综述把大脑视为利用自身物理波动进行类比计算的系统，提供了跨学科的全新视角。若未来实验能直接捕捉类比计算的信号，或将推动神经科学与类比计算硬件的深度融合。