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大脑的神经控制器

时间:2013-10-31 19:08来源:生命科学研究快报 编译 作者:未知 点击: 278次
(责任编辑:泉水)
 
 

来自美国Brandeis大学的研究人员通过在体实验发现大脑皮层的神经元有一组平均放电频率(average firing rate)的神经元,这组细胞平均的放电频率会影响每个神经元,即使感觉信息剥夺之后也是如此,此外这个平均频率在这组神经元的控制下不随睡眠和觉醒状态的改变发生变化。这项研究成果作为封面文章刊登在1016Neuron杂志上。

在人类学习和发展的过程中,大脑在不停地改变,脑中的神经元之间随着脑处理新的信息会产生新的环路和连接,为了达到这一过程,单个神经元之间会使用内在的控制机制保持微妙的平衡从而防止大脑过度兴奋。如果没有这个控制机制,神经元可能会产生错误连接,而这种错误的发生可能导致癫痫的突然发作、抑郁症或者自闭症。长久以来研究人员试图监视这些单独的、在整个脑中负责调解平均动作电位放电频率的控制机制。而目前为止还没有在体动物上发现控制神经元发放动作电位的控制器。

研究人员通过短暂剥夺幼年大鼠单眼的视觉进行研究。研究发现剥夺后48小时神经元动作电位放电频率显著降低,接下来的48小时又恢复到正常水平。很快地,神经元放电频率在两个半球(其中一个有视觉信息,一个没有)达到一致,此外,该研究团队通过研究睡眠和清醒的大鼠的发放动作电位发现,即使动作电位的发放形状发生了变化,总体放电频率没有改变。而无论动物是否在学习、发育,这种稳态机制都一直维持。

研究人员表示,这种稳态机制能控制睡眠和清醒时的平均活动,而脑中其他的机制必须在这个平均放电频率下进行微调。这种神经元放电频率稳定规律为应对神经系统疾病,例如癫痫(脑过度兴奋)和自闭症(脑不够兴奋)开创了新的思路。研究人员认为如果能够找到这些放电频率设定的原理,便具有能够控制、调整这些神经元,使患者的放电频率回归正常和平衡的可能。

韩文雄 编译自http://www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131016152843.htm

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