人类大脑的同步节律是如何在发育过程中出现的？脑电图为了解这些脑波提供了一个窗口，但当节律在癫痫或自闭症等疾病中出现异常时，它无法告诉我们细胞水平上发生了什么。一项新研究引入了一个简化、可扩展的二维人类神经元平台，最终弥合了这一鸿沟。通过将源自干细胞的人类神经元网络培养在嵌入传感器的培养板上，研究人员成功记录了“嵌套振荡”的出现——即发育中大脑内可见的复杂波中套波。这种高通量模型使科学家能够系统地测试药物和基因突变如何重塑大脑活动，为神经发育研究提供了一个强大的新工具。该研究发表在《疾病神经生物学》杂志上。

GABA的作用

该团队发现，当使用GABA-A受体拮抗剂药物阻断GABA信号时，嵌套节律会减少，而增加网络中GABA能神经元的比例会导致这些节律更早出现。他们的发现与该领域先前的证据一致，并支持后续研究，探讨GABA介导的抑制如何在基于iPSC的神经发育和精神疾病模型中塑造振荡的出现和成熟。

将信号与噪声分离

为了加强对这些记录的解释，该团队使用了加州大学圣地亚哥分校认知科学系教授兼系主任Bradley Voytek博士实验室开发的分析方法。该框架分离了神经信号的两个组成部分：振荡和宽带背景信号。宽带背景信号通常被视为缺乏有用数据的随机“噪声”。在新研究的一些实验中，宽带分量随着振荡测量值的变化而变化，表明它不仅只是背景噪声，还可以携带关于网络的生物学上有意义的信息。测量这两个分量有助于确定药物是改变特定节律，还是改变整体网络状态，或者两者兼而有之。

参考信息
“Pharmacological manipulation of nested oscillations in human iPSC-derived 2D neuronal networks” by Deborah Pré et al., Neurobiology of Disease
DOI:10.1016/j.nbd.2026.107281