你的大腦有點像音樂廳。為了驅動我們的認知過程，需要啟用幾組神經元，並且像管絃樂隊的各個部分一樣，協同工作，產生計算交響曲，使我們能夠感知周圍環境並與之互動。
與管絃樂隊一樣，大腦可能需要一位指揮來保持其所有活躍部分的同步。有些神經科學家認為，伽馬節律，即以大約每秒 40 個週期的頻率快速波動的腦電波，發揮著這種作用。這些振盪以有規律的間隔滴答作響，被認為像時鐘一樣，協調從一組神經元到另一組神經元的資訊傳遞。有充分的證據表明，伽馬波對大腦的計算很重要：對人類和其他動物進行數十年的研究發現，這些模式存在於大腦的許多部分，並將其與一系列認知過程聯絡起來，例如注意力和工作記憶的心智草稿本。一些研究甚至將這些振盪的紊亂與各種神經系統疾病聯絡起來，包括精神分裂症和阿爾茨海默病。
但尚未達成共識。一些神經科學家認為，這些伽馬波可能根本沒有多大作用。克里斯·摩爾是布朗大學卡尼腦科學研究所的神經科學家，他說，其中一個陣營認為，這些節律僅僅是“計算的廢氣”，而不是相關的生理訊號。他解釋說，就像你的汽車每次行駛時都會排放尾氣一樣，伽馬訊號可能與大腦活動完全相關，但對汽車的實際功能沒有任何有意義的貢獻。
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這種觀點也得到了科學證據的支援。研究人員報告說，伽馬振盪的確切頻率可能取決於刺激的強度。摩爾說，這與這些波是計時員或指揮的想法背道而馳，“因為指揮不應該根據音樂的響度來改變節奏。”
7 月 18 日發表在Neuron 雜誌上的一項研究可能使這種搖擺的天平向伽馬傾斜。摩爾和他在實驗室的博士生 Hyeyoung Shin 報告了他們發現了一組先前未知的神經元，這些神經元在大鼠體內像節拍器一樣工作。這些“節拍器”細胞以伽馬頻率（每秒 30 到 55 個週期）有節奏地放電，而與外部世界發生的事情無關——並且動物檢測到感官刺激的可能性與細胞保持時間的能力有關。
摩爾和申開始他們的調查，作為對與感知觸覺相關的大腦活動的一般性搜尋。為此，他們在小鼠大腦的體感區域的桶狀皮層中植入了電極，該區域處理來自感官的輸入。然後，兩人在觀察齧齒動物注意到鬍鬚上的細微敲擊的能力時，測量了神經活動。
該團隊專注於伽馬振盪，他們決定專門研究一組稱為快速放電中間神經元的腦細胞，因為摩爾團隊和其他人的先前研究表明，它們可能參與產生這些快速節律。該分析顯示，正如預期的那樣，這些細胞以伽馬頻率放電的程度預測了小鼠檢測觸覺的能力。
但是，當這對搭檔深入挖掘時，他們發現了一些奇怪的事情。最初，他們預計對感官刺激做出反應的細胞會顯示與感知準確性最強的聯絡——但是當他們檢查這些細胞時，這種關聯變得越來越弱。“然後我們意識到，也許是那些非感覺細胞[才是重要的]，”摩爾說。“我清楚地記得那個時刻，因為它很有道理。”畢竟，他補充說，如果這些細胞充當計時員，你希望它們保持一致，而與周圍發生的事情無關。
他們僅使用對感官刺激沒有反應的細胞重新運行了分析——瞧，與感知成功的聯絡變得更強了。除了不受外界干擾外，這組特定的細胞還傾向於以伽馬範圍間隔有規律地放電，就像節拍器一樣。此外，這些細胞的節律性越強，動物似乎就越能更好地檢測鬍鬚敲擊。如果你回到將大腦比作音樂廳的比喻，根據申的說法，似乎發生的事情是“指揮保持時間的能力越好，管絃樂隊的表現就越好。”
加州大學舊金山分校的神經科學家維卡斯·索哈爾沒有參與這項研究，他說這篇論文“改變了我們對大腦節律的看法”。該領域主要基於最初從頭皮記錄電訊號的觀察結果，這些訊號代表了大腦各個部分中許多神經元的混合，但是“在這裡，我們發現了一種不同型別的大腦節律，這種節律不是透過觀察許多細胞驅動的電訊號來辨別的，而是透過特定型別細胞中的訊號來辨別的，”索哈爾在一封電子郵件中寫道。
先前曾有關於以伽馬間隔放電的神經元的報道。早在 1996 年，科學家們就報告了所謂的顫音細胞，它們在麻醉貓的大腦中自發地產生伽馬頻率的爆發。“關於存在這些細胞，它們自行產生這種有組織的顳節律的想法已經存在一段時間了，”耶魯大學的神經科學家傑斯卡丁說，他是摩爾實驗室的前博士後，但沒有參與這項研究。“這是首次有人識別出一組自發產生伽馬神經元的細胞，並將它們與行為聯絡起來。”
但是，這些新發現的細胞如何協調神經活動仍然是一個懸而未決的問題。印度科學研究所的神經科學家蘇普拉蒂姆·雷說，這項研究中一個令人困惑的結果是，當作者觀察區域性場電位（神經元群體的總和活動）時，他們無法發現伽馬振盪的增加與節拍器細胞的活動有關。摩爾認為，對此發現的一種可能的解釋是，這些產生伽馬的細胞僅影響對大腦計算很重要的一小部分神經元，因此沒有在群體訊號中顯示出來。但是，如果情況是這樣，雷說，時鐘可能不是很有用。“如果每個人都戴著不同的手錶，並且它們沒有同步，那麼擁有共同時間就沒有意義了。”
因此，陪審團仍在審議中。卡丁說，就伽馬振盪是否起功能作用而言，這些發現是推動這一想法的又一個證據。但她補充說，與該領域的許多其他研究一樣，這些實驗只能確定伽馬節律與行為之間的相關性，而不是因果關係。“這是一個很難——而且目前不可能——進行確鑿實驗的領域。”