頻率編碼

頻率編碼是大腦傳遞資訊的基本方式之一：一個神經元透過自己發放的快慢，來告訴大腦其餘部分某個東西有多強、多重要。神經元用一種短促的電脈衝說話，這種脈衝叫作峰電位（也稱動作電位）。在頻率編碼中，資訊藏在它每秒發放多少個峰電位——也就是它的發放頻率——裡，而不在每個峰電位到達的精確時刻裡。像機關槍一樣密集的發放意味著更響、更亮或更強烈的訊號；稀稀疏疏、懶洋洋的幾下則意味著訊號很弱。這有點像一個調光開關：它靠跳動的快慢來報告亮度，而不靠任何單次跳動的精確時間。

要讀出頻率，就必須在一段時間裡去數（或者把許多相似神經元的發放平均起來），所以頻率編碼是用速度換取穩定：它穩健、易於解讀，但稍微有點慢，因為在幾十到幾百毫秒的時間窗裡數峰電位是要花時間的。這套機制在一個多世紀前就被首次描述——埃德加·阿德里安發現，越用力按壓青蛙的肌肉，牠的感覺神經就發放得越快——它至今仍是大腦中人們了解得最清楚的編碼之一。當更亮的光讓視網膜神經元發放更快、更強的觸碰讓皮膚感受器加快發放、或者肌肉隨著運動神經元提高發放頻率而收縮得更用力時，你都能看到它在起作用。

頻率編碼常與時間編碼相對照。時間編碼認為，峰電位的精確時刻或排列模式——而不只是它們的數目——同樣攜帶含義。這兩者與其說是對手，不如說是互補：同一串峰電位既可以透過它的頻率給出一個緩慢而可靠的強度估計，又可以把更精細、更快速的細節壓進它的精確時序裡。究竟哪一種更重要，取決於腦區、刺激的種類，以及動物必須多快做出反應。