科学家发现大脑可塑性的基本规则

时间:2021-06-21 06:28       来源: 未知

我们的大脑因具有柔韧性或“可塑性”而闻名,因为神经元可以通过与其他神经元建立新的或更强的联系来产生新的事物。但是,神经科学家已经推断出,如果某些联系得到加强,神经元必须进行补偿,以免它们被输入所淹没。在《科学》杂志的一项新研究中,麻省理工学院的皮克尔学习与记忆研究所的研究人员首次展示了这种平衡是如何实现的:当一个连接(称为突触)增强时,相邻的突触会根据关键的动作而减弱。蛋白质称为Arc。

科学家发现大脑可塑性的基本规则

高级作者MrigankaSur说,他的团队发现了一个简单的基本规则,是大脑这样一个复杂系统的核心,这一点让他感到兴奋,但并不感到惊讶,该系统中有1000亿个神经元,每个神经元都有成千上万个不断变化的突触。他将其比喻为一堆巨大的鱼群会突然改变方向,从而使群众大变,只要先头鱼转而其他所有鱼都遵循跟随在其前面的鱼的简单规则。

“复杂系统的集体行为总是有简单的规则,”皮克韦尔研究所以及麻省理工学院的脑与认知科学系的Sur,PaulE.和LilahNewton神经科学教授说。“当一个突触上升时,在50微米内,使用明确定义的分子机制,其他突触的强度就会降低。”

他说,这一发现解释了神经元中突触增强和减弱如何结合以产生可塑性。

多种操作

尽管他们发现的规则很简单,但揭示该规则的实验却并非如此。Sur博士后研究的主要作者SamiEl-Boustani和JacquePakKanIp是老鼠,他们致力于激活小鼠视觉皮层的可塑性,然后追踪突触如何发生变化,从而取得了多项成就。

在一项关键实验中,他们通过改变神经元的“感受野”(即其响应的视野的一部分)来调用可塑性。神经元通过其分支状树突的小刺上的突触接收输入。为了改变神经元的感受野,科学家们在神经元的相关树突上精确定位了脊柱,然后密切监测突触的变化,因为他们在屏幕上的特定位置显示了鼠标目标,该目标不同于神经元的原始感受器。领域。每当目标处于他们想要诱导的新的感受野位置时,它们就会通过在鼠标的视觉皮层内部闪烁蓝光来增强神经元的反应,从而像其他神经元一样会激发额外的活动。神经元已经过基因工程改造,可以通过闪光灯激活,

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