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大腦比以往觀察到的還要活躍10倍

2017-03-16 10:40

  最近,發(fā)表在3月9日Science上的一項(xiàng)研究顯示,人們以往對(duì)神經(jīng)元的認(rèn)識(shí)存在誤區(qū)。事實(shí)上神經(jīng)元的樹突并非只是被動(dòng)的接受神經(jīng)電信號(hào)。這一發(fā)現(xiàn)會(huì)從根本上改變對(duì)神經(jīng)元的認(rèn)知,并給神經(jīng)病的治療帶來(lái)啟示。



  以往科學(xué)家們普遍認(rèn)為,樹突接受突觸發(fā)來(lái)的脈沖信號(hào),再發(fā)給神經(jīng)元胞體。這一過(guò)程是記憶形成和儲(chǔ)存的基礎(chǔ)。但加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員挑戰(zhàn)了這一觀點(diǎn)。以往把電極放在樹突里進(jìn)行測(cè)量,在動(dòng)物運(yùn)動(dòng)時(shí),這些電極會(huì)殺死這些細(xì)胞。而這一研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一項(xiàng)新技術(shù),是將電極放在樹突附近,而非放在樹突里。該研究讓大鼠在迷宮里自由活動(dòng),用電極測(cè)量后頂葉皮層的樹突。該腦區(qū)是負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)的指令和運(yùn)動(dòng)方向的決策。在四天時(shí)間里,研究人員發(fā)現(xiàn)樹突比神經(jīng)元胞體更活躍,產(chǎn)生出更多的動(dòng)作電位。在大鼠睡覺(jué)時(shí),樹突電脈沖是神經(jīng)元胞體的5倍,在大鼠進(jìn)行迷宮探索時(shí),樹突是胞體的10倍。


  研究人員還發(fā)現(xiàn),樹突除了產(chǎn)生全或無(wú)的動(dòng)作電位外,還產(chǎn)生大而緩慢波動(dòng)的電位,這表明,樹突除了執(zhí)行數(shù)字計(jì)算外,還執(zhí)行模擬計(jì)算。研究人員說(shuō):“我們發(fā)現(xiàn),決策活動(dòng)更頻繁的是發(fā)生在樹突部分,而非神經(jīng)元胞體部分,并且信號(hào)不只是數(shù)字的,也是模擬的。以往由于技術(shù)上的困難,腦功能的研究主要集中在神經(jīng)元胞體上。但是我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)元更多的秘密活動(dòng),特別是在廣泛的神經(jīng)元的樹突部分。我們的研究結(jié)果大大改變了我們對(duì)神經(jīng)元如何計(jì)算的理解”。養(yǎng)細(xì)胞,就選Ausbian胎牛血清


參考文獻(xiàn):

Jason J. Moore et al. Dynamics of cortical dendriticmembrane potential and spikes in freely behaving rats.Science, March 2017 DOI: 10.1126/science.aaj1497