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研究人员揭开了大脑的神秘面纱

在罗伯托·阿拉亚(Roberto Araya)教授的带领下,该小组研究了突触可塑性期间树突棘的功能和形态转化,突触可塑性期间位于神经元分支上的微小突起被认为是学习和记忆的潜在机制。

“我们非常兴奋,因为这是首次发现突触可塑性的规则,这一过程与大脑中记忆的形成直接相关,从而使我们能够更好地理解可塑性,并最终了解神经元形成记忆的方式。大脑新皮层的大脑接收单个和/或多个感觉信息流。” Araya教授说。

神经元“树”

大脑由数十亿个可称为神经元的可兴奋神经细胞组成。他们专门从事通信和信息处理。

“想象一棵树,”阿拉亚说。“根由轴突代表,中央躯干由细胞体代表,外围由树突代表,最后是树突棘的叶子。成千上万的小叶子通过接收来自其他细胞的兴奋性信息充当门户。他们将决定此信息是否足够重要以被放大并传播到其他神经元。

他补充说:“这是一个关键概念,涉及信息的处理,集成和存储,因此涉及内存和学习。”

神经元放大“体积”

树突棘通过接收强度不同的输入(信息)而充当神经元之间的接触区。如果输入是持久性的,则触发神经元放大“音量”的机制,以便它可以更好地“听到”该特定信息。

否则,“音量”小的信息将进一步被拒绝,以至于不被注意。此现象对应于突触可塑性,涉及突触输入强度的增强或降低。

合作伙伴Sabrina Tazerart表示:“这是时间依赖性可塑性或峰值时限依赖性可塑性(STDP)的基本定律,可调节大脑中神经元之间的连接强度,并被认为有助于学习和记忆。” -研究的作者。

虽然科学文献显示了这种现象以及神经元如何连接,但树突棘的精确结构组织和控制诱导突触可塑性的规则仍然未知。

“连接法则”

Araya的团队成功地阐明了STDP的基本机制。

这位教授说:“到目前为止,还没有人知道'神经树'中如何布置突触输入(传入信息),以及究竟是什么导致树突棘增加或减少其传递的信息的强度或响度,”。“我们的目标是提取负责建立大脑记忆的“突触连接律”。”

在他们的研究中,他的团队在青少年时期(这是大脑学习和记忆的关键时期)采用了临床前模型。

研究人员利用双光子显微镜中的先进技术模拟了两个神经元之间的突触接触,研究人员发现了与树突棘所接收信息的排列有关的重要定律。

他们的工作表明,根据接收到的(突触)输入的数量及其接近程度,信息将被考虑并以不同的方式存储。

共同第一作者戴安娜·米切尔(Diana E. Mitchell)说:“我们发现,如果在一小部分树枝中发生多个输入,则该单元将始终认为该信息很重要,并将增加其信息量。”

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