大脑的平衡行为:研究人员发现神经元如何在兴奋和抑制之间平衡

加州大学的研究人员，圣地亚哥医学院发现了一种基本机制，大脑保持其内部平衡。该机制，在6月22日中描述了期刊的高级在线公布自然，涉及大脑最基本的内部布线和控制神经元是否将信息中继到其他神经元或抑制信息传输的过程。

具体地说,科学家已经证明,有一个常数比值的总量pro-firing刺激神经元接收到从成百上千的兴奋性神经元饲料,红灯停止信号的总量,它接收来自同样众多的抑制性神经元。

已知这种常数比例，称为E / I竞争，存在单个神经元在给定的时间。本研究进一步逐步，表明E / I比在小鼠皮层中的多个神经元中恒定，并且可能也是人类，因为哺乳动物大脑的基本结构跨越物种。

“我们的大脑中的神经元在同时推动制动器和加速器，”神经科学教授Massimo Scanziani，霍华德医学院调查员和共同作者。“这意味着没有刺激，您可以应用，这将激活纯粹的兴奋神经元或纯粹抑制的神经元。”

“总是有一个拔河。这很奇怪，但非常聪明。它允许大脑对我们对刺激的反应来发挥非常微妙的控制。”例如，Scanziani表示它可以防止失控神经元烧制（激发）和永久静脉（抑制），因为激发和抑制总是耦合。

在实验中，科学家们还表明，脑如何在神经元中保持恒定的E / I比：调节通过抑制性神经元通过适当的强化或削弱抑制突触。突触是两个之间的差距或时髦神经元突触强度是指通过在接合轴中放大通过信号的程度。

“我们的研究表明抑制神经元是主调节器，它接触成百上千的细胞，并确保每个这些接触处的抑制性突触与这些细胞接收到的不同程度的兴奋相匹配，”Scanziani解释说。例如，如果神经细胞接受的兴奋性刺激的水平增加了一倍，那么几天内抑制性突触的强度也会增加一倍。

在临床应用方面，科学家们表示，肌肤疾病如患有神经疾病，例如癫痫，癫痫和精神分裂症，至少部分地是大脑维持最佳E / I比率的能力。

“如果这种E/I平衡被打破，它将彻底改变你对世界的看法，”Scanziani说。“在正常的一天里，你不太能够适当地调整和适应刺激范围而不被淹没或完全忽略，E/I失衡可能在社交互动中最容易被注意到，因为这些互动需要这种细微的调整。”

科学家还提出，一些神经退行性疾病，如帕金森氏症和亨廷顿氏症，可能与E/I平衡的改变有关。

Minghan Xue是神经生物学和研究领先作者的博士后研究员，说：“现在我们知道这款E / ​​I平衡如何在普通的大脑中受到监管，我们可以开始了解患病状态的出现问题。它铺平了道路对于可能恢复大脑余额的干预措施。“

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