神经系统存在简并性的必要性分析

为提高可靠性，在电路系统中可用多个完全相同的回路实现冗余性备份，而生物系统不可能做到这一点。每一细胞的生长情况和各细胞之间的连接情况各不相同。正如埃德尔曼一再强调的，每个脑都是独一无二的。生物系统中很难找到同样的结构系统来满足回路的冗余性备份。因此要实现冗余的唯一方法是用不同的回路实现同一功能，这就是简并性。在一个“选择性的神经系统”（埃德尔曼的定义）中，即使在一个脑区中也有着各种变异的神经回路。由于存在简并性，该区神经系统才能够正常工作［1］。只有通过简并性才有可能提高神经系统的可靠性。

根据埃德尔曼的理论，简并性对生物神经系统还有更重要的意义。一个选择性系统要是没有简并性，不管它的多样性有多么丰富，都会很快失败。在一个物种中，要是没有简并性，几乎所有的变异都会致命；一个免疫系统中，要是没有简并性，抗体的变异体会太少而不能起作用；而在脑中，如果只有一个网络通路，信号传输就将失败。简并性不仅增加了生物系统的鲁棒性，而且还加强了它们对不能预见环境的适应性［1］。

神经系统如果与计算机一样采用相同的子回路作为备份（提高冗余度），当子回路中有一个原件失效时，整个子回路就报废了。可是在简并性回路中，一个神经元可以同时属于几个子回路。因此，一个神经元失效了，会使一个或几个子回路失灵，但是这失灵的所有子回路中其他神经元还是可以在别的子回路中发挥作用。那么，是否可以说，简并系统将比备份电路更加“经济”。(www.xing528.com)

采用备份电路虽然能提高可靠性，但整个回路的功能与单个子回路完全一样。具有简并性的神经回路不仅提高了可靠性，而且大大增加了脑对信息处理适应的能力。神经系统在处理同一信息时，采用简并性是利用不同回路的共性，但同时回路也有不同的个性。不同环境可能有不同的要求，对同一信号的处理目的也不同，神经系统处理能力的扩大可以在不同回路的个性中体现出来，使神经系统大大提高信息处理的适应能力。人脑的信息处理能力为什么会远超计算机？简并性的存在也许是关键。

综上所述，简并性在生物系统中是十分必要的，对于脑的研究，重要的不是选择，而是简并性。不分析神经系统的简并性，便很难理解神经系统中的信息过程和信息编码。不应该把脑称为“选择性系统”，而应该改为“具有简并性的系统”。“神经达尔文主义”的核心理论应该是“简并性理论”，而不是“群体选择理论”。