鉴定的牙齿过渡中未成熟脑神经元的新作用

阿拉巴马大学伯明翰分校的研究人员提出了一个模型，该模型解决了大脑中最有趣的区域之一——齿状回中看似矛盾的问题。

该地区有助于形成诸如将您停放的汽车的位置等记忆，并且它也是大脑中只有两个地区的两个区域之一，这些区域在整个生命中不断生产新神经细胞。

“如此重要的问题，”林达·乌布神经病学系的副教授林达，博士说，为什么这在这个大脑地区发生这种情况？完全是新神经元。他们的角色是什么？“

发表在自然通讯4月20日，UAB的Overstreet-Wadiche及其同事;意大利佩鲁贾大学;桑迪亚国家实验室，阿尔伯克基，新墨西哥;和杜克大学医学院;目前的数据和简单的统计网络模型，描述了新形成的未成熟神经元的意想不到的财产齿状回。

这些未成熟的颗粒细胞神经元被认为增加了模式辨别，即使它们是一小部分颗粒细胞在牙齿的回归。但这并不清楚他们如何贡献。

这项工作是一小步，与世界上许多实验室所采取的其他步骤一起，致力于破解神经密码，这是生物学研究中最大的挑战之一。正如Eric Kandel和他的合著者在《神经科学原理》中所写的那样:“神经科学的最终目标是了解通过神经回路的电信号流如何产生思维——即我们如何感知、行动、思考、学习和记忆。”

新形成的颗粒细胞可以在成人小鼠中服用六到八周。研究人员想知道吗？不成熟的细胞有使它们不同的特性。十多年前，研究人员发现了一个不同之处——这些细胞表现出高度的兴奋性，这意味着即使是很小的电脉冲也会使未成熟的细胞发出自己的电脉冲。因此，正如亚历杭德罗·辛德(Alejandro Schinder)和该领域的其他人所描述的那样，它们被视为“高度兴奋的年轻神经元”。

但这产生了一个悖论。根据神经编码假说，高兴奋性会降低齿状回的能力——齿状回是大脑中一个重要的处理中心——感知对记忆至关重要的输入模式的微小差异，知道你的空间位置或你的车的位置。

“齿状回对模式差异非常敏感，”Overstreet-Wadiche说。“它需要一个输入，并强调差异。这叫做模式分离。”

齿状回物从中接收输入Entorhinal Cortex.，大脑的一部分处理来自大脑的其他区域的感觉和空间输入。然后，牙齿的回形图将输出发送到海马，这有助于形成短期和长期存储器，并帮助您导航您的环境。

在他们的小鼠脑切片实验中，遮蔽甲基和同事并没有直接刺激未成熟的颗粒细胞。它们刺激了Entorhinal皮质的神经元。

“我们试图通过刺激远离颗粒细胞的上游神经元来模仿更具生理情况，”她说。

使用这种较弱和更多的漫射刺激揭示了未成熟的齿状转毒颗粒细胞的新的，以前过于持久的作用。由于这些细胞与Entorlinal皮质细胞具有较少的突触连接，与成熟颗粒细胞相比，这种较低的连接意味着当刺激在Entorhinal皮质时施加刺激时达到未成熟的颗粒细胞。

Overstreet-Wadiche和他的同事们的实验表明，这种低兴奋驱动使未成熟的颗粒细胞比成熟的颗粒细胞更不容易——更不容易被激发。较少的放电在计算神经科学中被称为稀疏编码，它允许在许多不同的模式中更精细的区分。

“这可能是一种不成熟的颗粒细胞可以增强模式分离的方式，”乌克德·韦得氏菌说。“因为未成熟的细胞有更少的突触，它们可以更具选择性。”

七年前，桑迪亚国家实验室的纸张同志詹姆斯·艾梅诺，博士，桑迪亚国家实验室为不成熟的颗粒细胞开发了一个逼真的网络模型，该模型包含了它们的高度内在兴奋性。当他跑到那种模型时，未成熟的细胞劣化，而不是改善，总体牙齿的回归模式分离。对于目前的遮蔽扫描文件，艾尼昂修订了一个更简单的模型，其中包含了他的同事的新发现。这次，统计网络模型显示出具有高兴奋性和低连接性的更复杂的结果 - 未成熟的颗粒细胞，并且低连接能够拓宽来自熵皮质的输入水平范围，这仍然可以产生良好分离的输出表示。

换句话说，低突触连通性和高内在兴奋性之间的平衡可以增强网络的能力，即使是在很少的未成熟细胞中。

“主要的观点是，随着细胞的发育，它们有不同的功能，”Overstreet-Wadiche说。“这就像是他们在一段时间内是不同的神经元，更容易兴奋，但也可能更有选择性。”

Overstreet-Wadiche和他的同事们提出的未成熟颗粒细胞的作用与之前其他研究人员的实验相吻合，这些研究人员发现，使用遗传操作精确去除啮齿动物的未成熟颗粒细胞，会导致难以区分感官线索环境中的微小差异。因此，去除这少量的细胞会降低图案分离。

---

---