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大脑由数十亿神经元组成，形成复杂的神经回路，支撑我们的感知、运动和认知功能。近期，麻省理工学院的研究团队在《自然》杂志发表了一项突破性研究，揭示了两类主要抑制性神经元以特定的数学方式调控神经活性，为理解大脑信息处理提供了新视角。

研究发现，抑制神经元通过“减法”和“除法”两种机制调节神经元的活动水平，这两种机制在大脑视觉处理和认知调控中扮演重要角色。

具体而言，研究团队针对表达小白蛋白（PV）的中间神经元（PV细胞）和表达生长抑素（SOM）的中间神经元（SOM细胞）进行了深入分析。这两类神经元都具有抑制锥体细胞的作用，但调控方式不同。PV细胞通过划分神经元的响应范围（除法机制），而SOM细胞则通过减少总的神经元活性（减法机制）实现调控。

为了研究这些机制，研究人员利用基因工程技术，使小鼠中的PV和SOM神经元表达光敏蛋白（channelrhodopsin），通过光刺激激活特定神经元，并结合钙成像技术监测锥体细胞的反应。这一技术的应用，使得科学家可以在活体大脑中精确操控和观察神经回路的动态变化。

研究发现，SOM神经元的抑制作用会缩小神经元的响应范围，提高细胞的选择性，而PV神经元的抑制则保持了响应的总量，同时调整了响应的增益。这种“减法”和“除法”机制，帮助大脑在处理视觉信息时实现精细的调控，避免过度刺激或反应不足。

这些发现不仅丰富了我们对大脑信息处理机制的理解，也为神经精神疾病的研究提供了潜在的理论基础。抑制—兴奋平衡的失调被认为与孤独症、精神分裂症等疾病密切相关，而理解这些调控机制，有助于未来开发更有效的治疗策略。