神经元“触角”在神经计算中出乎意料地活跃

大多数神经元有许多被称为树突的分支延伸，它们接收来自其他数千个神经元的输入。然而，树突并不仅仅是被动的信息载体。根据麻省理工学院的一项新研究，它们似乎在神经元将传入信号转化为电活动的能力中发挥了惊人的重要作用。

神经科学家之前曾怀疑枝形曲线可能只有很少，在特定情况下，但麻省理工学院小组发现，当神经元的主细胞体有效时，枝晶几乎总是活跃。

“似乎树枝状尖峰是我们大脑中神经元如何计算信息的内在特征。他们不是一个罕见的事件，”娄博博莉 - 拉霍克，一个麻省理工学院的研究生和研究领先作者说。“我们看着的所有神经元都有这些树突尖峰，他们有树突峰值非常频繁。”

调查结果表明，Dentrites在大脑的计算能力中的作用比以前想到的比以前在麦克尔·米德尔顿职业发展助理教授的麦戈尔恩研究所的成员脑研究，以及论文的高级作者。

他说:“这与该领域之前的想法完全不同。”“这是证据，表明树突积极参与产生和塑造神经元的输出。”

研究生Enrique Toloza和技术助理Norma Brown也是这篇论文的作者神经元6月6日。

“一个远烙天线”

树突接收来自许多其他神经元的信息，并将这些信号传送到细胞体，也称为体细胞。如果受到足够的刺激，一个神经元就会产生一个动作电位——一个向其他神经元扩散的电脉冲。由这些神经元组成的大型网络相互通信，以执行复杂的认知任务，如产生语言。

通过成像和电气录音，神经科学家已经了解了大脑皮质中不同类型神经元的解剖和功能差异的大小，但是众所周知，他们如何包含树突内输入并决定是否发射动作潜力。枝晶赋予神经元它们的特征分支树形，“树突乔木”的大小远远超过SOMA的大小。

Harnett说:“这是一个巨大的、遥远的天线，它可以监听网络中所有其他神经元沿着分支结构分布在空间中的数千个突触输入。”

一些神经科学家假设树突很少活跃，而另一些人则认为可能树突在神经元的整体活动中起着更重要的作用。Harnett说，到目前为止，很难检验这些想法中哪一个更准确。

为了探索神经计算中的角色作用，MIT团队使用钙成像在大脑的视觉皮层中同时测量单个神经元的躯体和树突中的活性。当它们电活性时，钙流入神经元，因此该测量允许研究人员比较同一神经元的树突和躯体的活动。在小鼠执行简单的任务时进行了成像，例如在跑步机上运行或观看电影。

出乎意料的是，研究人员发现躯体的活动与树突的活动高度相关。也就是说，当某个神经元的躯体活跃时，该神经元的树突大部分时间也活跃。Harnett说，这特别令人惊讶，因为这些动物并没有执行任何需要认知的任务。

“他们没有从事一项任务，在那里他们必须真正表现和呼吁认知过程或记忆。这是一个非常简单，低级的处理，并且已经在几乎所有神经元中有积极的树突处理的证据，”他说。“我们真的很惊讶地看到这一点。”

不断发展的模式

研究人员尚不清楚树突输入如何影响神经元的整体活动，也不清楚他们所研究的神经元究竟在做什么。

“我们知道这些神经元的一些响应了一些视觉刺激，但我们不一定知道那些人神经元是代表。我们所能说的是，无论神经元代表什么，树突都积极参与其中，”博尤利-拉罗彻说。

Harnett说，他们现在计划调查树突活性如何通过操纵树突活性来对整体神经元功能有助于整体神经元功能，然后测量它如何影响细胞体的活动。他们还计划研究他们所观察到的活动模式是否发展，因为动物学习新任务。

”一个假设是,树突活动会提高了任务你教的代表特性的动物,和所有其他的树突活动,以及所有其他躯体活动,会抑制在皮层细胞的其余部分不参与,”哈尼特表示。

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