神经元如何自主调节其兴奋性

波恩大学

图表摘要。来源：《细胞报告》（2022 年）。DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111757

神经细胞可以自主调节对传入信号的敏感性。波恩大学领导的一项新研究现已发现了这样一种机制。德国神经退行性疾病中心和马克斯-普朗克行为神经生物学研究所参与了这项工作。研究结果现已发表在《细胞报告》（Cell Reports）杂志上。

用手机发送过语音信息的人都知道音量有多重要：对着麦克风大喊大叫会导致录音失真和不清晰。但小声说话也不是个好主意--那样声音太小，也难以理解。这就是为什么音响工程师要确保每场音乐会和脱口秀的完美音效：他们调节每个麦克风的增益以匹配输入信号。

大脑中的神经元也可以微调其灵敏度，甚至可以自主调节。波恩大学和波恩大学医院领导的一项新研究显示了它们是如何做到这一点的。为此，研究人员调查了在视觉、听觉和触觉中也发挥作用的神经细胞网络。刺激首先到达所谓的丘脑，这是大脑中枢深处的一个结构。然后，从那里传导到大脑皮层，在那里进行进一步处理。

每个神经元自我调整

"大脑皮层中的神经元受到丘脑发出的信号刺激，产生动作电位，"波恩大学医院实验癫痫学和认知研究所的海因茨-贝克（Heinz Beck）教授博士解释道。"这些是短电压脉冲，然后被传输到大脑的其他部位。为使其良好工作，神经元必须适应兴奋信号的强度"。

例如，如果传入的刺激非常强烈，它们就需要降低灵敏度。"贝克同时也是波恩大学 "生命与健康 "跨学科研究领域的发言人。"它使神经元能够单独校准自身的兴奋性。这有点像没有音响工程师：相反，麦克风会自动调节灵敏度，使录音既不会太安静，也不会过度放大。

"贝克研究小组的佩德罗-罗耶罗博士解释说："在这种机制中，特殊的神经细胞起着至关重要的作用，即所谓的中间神经元。他通过这项研究获得了马克斯-普朗克国际研究生院的博士学位，并完成了大部分实验。中间神经元向兴奋神经元发送抑制性动作电位。在某种程度上，它们转动旋钮，降低神经元的敏感性。"现在，SLK 决定了中间神经元对这一调节器的调节程度，即它们的抑制作用有多强"。

有两种不同类型的中间神经元。一些中间神经元直接被丘脑传入的冲动激活。在丘脑兴奋神经元的同时，它们已经抑制了这些神经元。与此相反，另一种神经元只通过大脑皮层中神经元的活动被激活，也就是它们随后应该抑制的神经元。因此，它们是负反馈回路的一部分。"罗伊罗指出："有趣的是，SLK 在这种反馈抑制中并不活跃，而只在第一种情况下才活跃。

对疾病发展的新认识

研究人员还证明，某些基因在敏感性调整过程中被激活。他们现在想更详细地研究这些基因在这一过程中的作用。这也很有趣，因为兴奋和抑制之间的平衡对大脑功能极为重要。

例如，在癫痫中就可以看到这一点：癫痫发作的特征是大面积神经细胞过度兴奋。事实上，研究表明，在一些癫痫患者的神经元中发现的 SLK 比正常人少。因此，这项研究或许也有助于更好地了解这些疾病的机制。

(责任编辑：泉水)

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