特殊的脑细胞对意外情况做出反应

导读 荷兰神经科学研究所的新研究 表明,吊灯细胞(一种特定类型的脑细胞)在意外情况下会变得活跃。研究人员长期以来一直想知道这些细胞的功能。...

荷兰神经科学研究所的新研究 表明,吊灯细胞(一种特定类型的脑细胞)在意外情况下会变得活跃。“研究人员长期以来一直想知道这些细胞的功能”。

您骑自行车穿过城市上班,突然您在某处看到一座新建筑。第一天就非常令人惊讶。在第二天,这种情况会有所减弱,一周后您就不再注意到它了。同样的事情反过来也会发生:当一座一直存在的建筑突然消失时,你也会感到惊讶。但是你的大脑如何发出意想不到的变化信号以及涉及哪些细胞呢?

为了更多地了解这一现象,Christiaan Levelt 实验室的 Koen Seignette 与 Kole 实验室和 Roelfsema 实验室的同事联手。他们一起研究了大脑皮层中少量存在的一种特殊类型的脑细胞:枝形吊灯细胞。与其他抑制性脑细胞相比,它们仅抑制其他细胞的一个点,但对于原因和时间却知之甚少。

新鼠标模型

Koen Seignette:“我们已经对大多数类型的抑制性脑细胞的功能了解很多,但吊灯细胞仍然是个谜。这是因为它们没有明确的基因标记,因此无法进行适当的检查。我们现在已经获得了一个小鼠模型,其中吊灯细胞被荧光标记。这使我们能够对它们进行实时成像并确定它们何时处于活动状态。这提供了新的机会。

“第一步,我们研究了视觉皮层中吊灯细胞的反应。当老鼠开始奔跑或我们呈现视觉刺激时,这些细胞会发生什么?在其中一项实验中,我们让小鼠在虚拟隧道中行走。当老鼠奔跑时,隧道移动,当老鼠停止时,隧道也移动。使用此设置,我们可以通过在鼠标仍在运行时停止隧道来创建意外情况。正是在这些事件期间,枝形吊灯单元开始疯狂地放电。

可塑性

克里斯蒂安·莱维特(Christiaan Levelt):“我们发现,刺激类型实际上并不那么重要,重要的是它是出乎意料和令人惊讶的。” 我们还注意到,与上述新建筑的例子相比,习惯和变化正在发生。起初细胞反应强烈,但反复接触后活性变弱。这表明细胞能够适应,这是一个称为可塑性的概念。这种可塑性也发生在结构解剖层面:我们确实可以看到其他脑细胞上形成的突触枝形细胞的变化。

“这项研究的重要性在于,这是第一次对视觉皮层中的吊灯细胞进行真正全面的研究。我们不仅确定了它们对什么做出反应,还确定了它们与哪些脑细胞形成连接,以及它们对其他脑细胞的影响。以前从未对此进行过如此详细的研究。了解这些抑制性神经元在皮层中的作用对于许多过程至关重要,包括从意外情况中学习。我们都知道,当事情真正令你惊讶时,你会记得更好。如果预测不正确,您可以在那里找到信息。你需要可塑性来更新你的见解,而这些细胞可以在其中发挥作用。”

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