大脑皮层的一个突出奥秘是个体神经元如何形成适当的突触连接以形成大规模的分布式网络。现在，包括歌德大学和FIAS研究人员在内的国际科学家团队从早期发育的视觉皮层中的局部网络自发生成的活动模式中获得了新的见解。显然，这些形成了在皮层发育过程中通过大脑活动建立的远程神经连接的基础。

现在，正如自然神经科学杂志上发表的那样，马克斯普朗克佛罗里达神经科学研究所，法兰克福高等研究院，法兰克福歌德大学和明尼苏达大学的科学家们研究了雪貂的视觉皮层，这是一个理想的探索模型系统。皮层网络的早期发展。它们由数千个神经元组成，分布在皮质表面的毫米上。在视觉皮层中，网络活动编码视觉场景的特定特征，如边缘的方向和物体运动的方向。

通过使用钙成像技术，科学家能够以前所未有的分辨率自发活动模式进行可视化，即不是由视觉输入产生的模式。令他们惊讶的是，自发活动模式在远距离神经元群体之间高度相关 - 实际上是如此高度相关，以至于小群神经元的活动可以可靠地预测毫米距离的重合网络活动模式，并且这些相关模式精美地预测视觉刺激引起的网络活动模式。

在他们的下一步中，研究人员利用自发和视觉诱发网络模式的这种显着对应来找出网络在未成熟大脑中的相互作用。通过观察开眼前自发活动模式的状态，他们预计会看到自发活动模式的显着差异，因为被认为是分布式网络活动模式基础的远程皮质连接在未成熟的皮质。令他们惊讶的是，他们在眼睛张开之前发现了相关自发活动的强大远程模式，并发现它们延伸的距离与成熟大脑中的距离相当。

面对这一悖论，研究人员首先考虑了相关的活动模式是否可以通过局部皮质连接链传播，类似于森林火灾。为了测试这种有趣的可能性，歌德大学计算机科学教授兼法兰克福高等研究院(FIAS)研究员Matthias Kaschube和他的博士生Bettina Hein建立了早期视觉皮层神经回路的计算模型。他们发现，通过使用一组与局部皮层连接组织一致的参数，该模型可以精确地再现他们在实验中观察到的自发远程相关性模式，而无需远程连接。

总之，这些结果表明，早期发育中的皮质中的长程有序来自短程连接驱动的神经活动。换句话说，本地连接构建了一个网络活动支架。遵循公认的可塑性规则“将电线连接在一起”，由本地连接调解的活动可以指导随后形成的远程网络连接。在经常使用的短语“全局思考，本地行动”的转折中，开发皮质回路在本地起作用以实现全局效应。未来的研究将根据源自局部皮质连接的指导活动模式测试活动依赖的可塑性机制塑造远程连接结构的预测。