大脑波作为时间信号编码信息
大脑如何处理和编码信息是神经科学的核心问题,因为它对学习和记忆等高级认知功能至关重要。波是在行为大鼠的海马体中观察到的“脑波”,海马体是大脑中涉及学习和记忆的区域。在啮齿动物中,波与探索和空间导航过程中的信息处理有关。然而,潜在的突触机制至今仍不清楚。
在本周在期刊发布的研究中神经元,Postdoc AlejandroPernía-andrade和Peter Jonas教授奥地利科学技术研究所(IST奥地利)发现了基础的突触机制振荡当牙齿回归(正入口海马体)。此外,研究人员认为,这些振荡在齿状回的主要神经元编码信息的过程中发挥了作用。因此,这些发现有助于更好地理解信息在大脑中是如何处理的。
事实上,脑振荡实际上是细胞外空间中的电压变化,称为与信息处理相关的电脑信号。这些电信号类似于人类中的电脑图记录(EEG)中看到的信号。Pernía-andrade和Jonas观察到在表现大鼠的大鼠中称为海马的大脑区域中的这些振荡,并使用细胞外探针在该区域发生振荡。为了了解如何产生振荡以及哪些突触事件触发这些振荡,研究人员从细胞外(振荡)和细胞内观点(突触电流和神经元)中查看了颗粒细胞(主要入口处的主细胞)中的突触传播(突触电流和神经元射击),然后将两者相关联。他们发现,兴奋性和抑制突触信号导致不同频率的振荡频率,从Entorhinal皮质产生θ振荡和局部齿轮谐波的抑制作用的激发伽马振荡。激发和抑制一起提供了振荡的节律性信号。据推测,振荡可能有助于齿状回编码信息作为参考信号的时间编码。Pernía-Andrade和乔纳斯现在证明,颗粒细胞神经元只在振荡周期的特定时间发送信号。这种所谓的“锁相”是必要的,如果振荡是作为参考信号在时间编码。
只有通过Pernía-Andrade和Jonas的技术创新,才能从颗粒细胞中精确、高分辨率地记录这些发现,因为以前没有设备能够以如此高的分辨率记录活跃大鼠的突触信号。它们是与米巴机械车间合作的结果,IST奥地利的电气和机械科学服务单位。利用商用设备和定制设计工具,Pernía-Andrade, Jonas和Todor Asenov, Miba机械车间的经理,生产了第一个用于活动大鼠的精确生物物理分析的工具。因此,这项研究不仅是科学上的进步,而且代表了在探索自然条件下神经元行为方面的重大技术和概念上的进步。
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