不同的抑制是如何拯救世界的

在发育过程中，感官体验的缺乏引发了强大的可塑性机制，改变了大脑回路。已知许多抑制神经元亚型会影响电路动力学，但它们如何与可塑性相互作用还不完全清楚。位于法兰克福的马克斯·普朗克大脑研究所(Max Planck Institute for Brain Research)的科学家们研究了啮齿动物的突触可塑性是如何影响感觉皮层回路模型中的网络活动的，这些啮齿动物的一只眼睛失去了视力。他们的发现指出了不同抑制性间神经元亚型的作用，以解释感觉剥夺期间兴奋性和抑制性神经元放电速率变化的时间模式。

多种可塑性机制在形成过程中相互作用并相互平衡神经回路在他们的发展。将这些机制的作用形象化的一种方法是打破系统并观察它如何反应。几十年来，实验神经科学家一直在使用单眼剥夺，即在发育的特定时期闭上一只眼睛。尽管在神经科学领域有着丰富的传统，但单眼剥夺的影响仍然给科学家们留下了许多未解之谜。

直到最近，实验人员才发现，兴奋性神经元和抑制性神经元的放电速率是由持续的单眼剥夺所诱导的可塑性以一种独特的、细胞类型特异性的方式调节的。为了研究细胞类型的特异性调节是如何实现的，马克斯·普朗克大脑研究所的研究小组组长、慕尼黑工业大学教授Julijana Gjorgjieva和她的研究生Leonidas Richter开发了一个皮层电路的机制模型，研究实验观察到的突触(神经元之间的连接)的变化如何相互作用调节活动。

“我们发现，在简单的兴奋性模型和单一类型的兴奋性中，细胞类型的特异性调节不容易实现抑制性神经元因为它通常用于建模研究。我们将这一结果与所谓的悖论效应联系起来，这种效应会降低抑制性放电速率，即使是在它们被驱动的情况下，”里克特解释说。

科学家们分析了这种效应是如何在单眼剥夺引起的更复杂的可塑性中发挥作用的。这使他们能够研究在相反方向调节兴奋性和抑制性放电速率的条件。“我们发现，皮层中抑制性中间神经元的多样性是捕捉放电速率调节的关键，特别是当神经元像皮层中那样紧密相连时。”

“我们知道，不同的中间神经元在皮层计算中发挥着重要的特定作用。我们的发现表明，它们在这些计算基础的电路发展中也起着关键作用，”Gjorgjieva说。

这项研究发表在美国国家科学院院刊．

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