躲闪点有助于解释脑电路

（欧宝娱乐地址Medical Xpress）-a神经科学研究为碰撞避免的原始脑电路提供了新的洞察力，也许是神经元如何参与网络以处理信息并采取行动的更一般模型。

在该研究中，棕色大学神经科学家通过蝌蚪的大脑追踪神经信号的逐个细胞进展，因为它们看到并对刺激反应，包括显然接近的黑色圆圈。在这样做时，研究人员能够在更广泛的网络中贡献的更广泛的网络中，获得新颖的理解。

所涉及的基本电路存在于各种各样的动物中，包括人，这对鉴于基本的影响并不奇怪避碰是跨动物行为。

“想象一下，你正在森林里散步，正在和朋友聊天，”布朗大学神经科学博士后、《科学》杂志上这项研究的第一作者阿尔谢尼·哈卡林(Arseny Khakhalin)说欧洲神经科学杂志。“你可以完全保持对话，同时避开树干和灌木而没有意识地思考他们。这是因为你的大脑中有一个整个地区，除了其他事情，还有这个任务。”

把尾巴

为了了解如何避免碰撞，Khakhalin用蝌蚪作为模型生物来研究这项任务，因为正如资深作家兼神经科学教授Carlos Aizenman所说，蝌蚪“足够复杂，可以产生有趣的行为，但其神经系统足够简单，可以用综合实验方法来解决。”

他们从回避行为开始。他们把蝌蚪放在屏幕上方的盘子里，投影出代表虚拟物体的数字黑点，黑点的宽度、速度和接近角度各不相同。他们也只是在适当的地方闪动点。蝌蚪在接近圆点时，只要达到一定的角度大小，它们就会逃跑，但很少对那些只在现场眨眼但不向它们移动的圆点作出反应。这一反应证实了蝌蚪能够区分接近的视觉刺激，而不仅仅是接近的视觉刺激。

研究人员随后试图确定蝌蚪是如何处理不同刺激的。为了做到这一点，他们将蝌蚪固定在原位，同时通过一只眼睛旁边的光纤电缆呈现各种简单的动画。这些动画包括一个闪过的圆圈，一个明显接近的圆圈(它变得越来越大)，以及一些“中间”的动画，比如一个淡出的圆圈，而不是简单地闪过。

当蝌蚪观看动画时，研究人员用高速摄像机跟踪它们的尾巴运动(以确定蝌蚪是否在执行逃跑动作)，并沿着视觉处理电路记录下电信号:从视网膜到大脑的视顶盖区域的视神经，在视顶盖神经元的“兴奋性”和“抑制性”突触输入，以及在顶盖神经元的输出。

科学家们发现，顶盖，而不是视网膜，似乎是蝌蚪确定有东西正在靠近的地方，而不是仅仅出现。他们是怎么知道的?对明显接近的圆圈的反应与对其他刺激(如闪烁或褪色的圆圈)的反应的最大区别是在顶盖神经元的输出阶段检测到的。

此外，与从视神经传播的信号通过TECTUM输入和TECTUM输出时，与接近与接近与接近与闪光圆圈相关的活动的差异增加。

“TECTUM是第一个回应接近刺激而不仅仅是不同的地方，而且更强大，”Khakhalin说。

抑制会调节对话

实验的含义是，当构图中的个体神经元通过明显接近的刺激唯一的激活时，它们共同产生了一个信号，以发送到大脑的下游部分，这可以使尾部移动避免碰撞。

这确实是什么兴奋性神经元所做的，但研究人员想知道抑制性神经元在玩什么作用，特别是因为构图中的抑制和兴奋活性的平衡变化了不同的刺激。

为了找到答案，他们用化学方法阻止了抑制性神经元在一些蝌蚪的顶盖里，化学物质增强了它们在其他的顶盖里的活性，还留下了其他的蝌蚪不变的控制。他们发现，当他们改变两个方向的抑制程度时，对即将到来的刺激的输出选择性就会消失。当抑制被阻断时，单个兴奋细胞也失去了它们的选择性。当抑制增强时，单个兴奋细胞保留其选择性，但不能共同投射信号。

Khakhalin说，证据似乎支持抑制细胞作为网络功能促进剂的观点。他们不一定要对顶盖的选择性负责。相反，它们调节兴奋的能力使细胞网络发挥作用，从而使单个兴奋神经元发出的有组织的信号能够从顶盖中出现。

该团队能够使用这些发现来创建碰撞刺激电路的概念模型。

Khakhalin's hypothesis of how it works is that inhibitory/excitatory balance allows the tectum to build up a necessary degree of excitement about the stimulus of interest (e.g. something has been getting bigger) while still allowing enough "calm" to consider the next moment wave of input (it just got bigger again).

Aizenman说，这篇论文阐明了他的实验室正在应用于基础神经科学问题的更广泛的方法。

“它是一个更大项目的一部分，能够采取全部行为并将其分解为所有的神经元成分，以建立一个模型，我们可以了解单个神经元和它们之间的联系中的活动是如何协同的产生行为，“他说。

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