神经回路如何在激发和抑制之间达到平衡

来自图宾根和以色列的一组研究人员发现，即使在异常条件下，大脑结构如何保持功能和稳定的动态。他们的结果可能为更好地理解和治疗癫痫和自闭症等疾病而奠定基础。

神经元中的神经元脑相互连接，形成称为神经回路的小功能单元。通过突触连接到另一个的神经元可以通过发送信号将信息传输到第二个神经元。反过来，这可能会促使第二个神经元将信号传输到神经回路中的其他神经元。如果发生这种情况，第一个神经元可能是一种兴奋性神经元：一种促使其他神经元开火的神经元。但是，具有完全相反任务的神经元对大脑的功能同样重要：抑制性神经元，这使得它们连接的神经元不太可能将信号发送给他人。

激发和抑制的相互作用对于神经网络的正常功能至关重要。它的失调与许多神经系统和精神疾病有关，包括癫痫，阿尔茨海默氏病和自闭症谱系障碍。

有趣的是，在各种大脑结构（例如新皮层或海马）中，抑制性神经元之间的抑制性神经元的份额保持固定在一个人的整个生命周期中，为15-30％。“这引起了我们的好奇心：这一特殊比例有多重要？”Tübingen大学的研究员和Max Planck生物控制论研究所的研究员安娜·莱维纳（Anna Levina）回忆起。“能神经回路她的合作者来自魏兹曼科学学院（以色列）（以色列）设计了一个新颖的实验，可以回答这些问题。它们成长出不同的培养物，这些培养物包含不同的，甚至极高的比例兴奋性和抑制性神经元。

然后，科学家测量了这些人为设计的脑组织的活性。Levina's Ph.D解释说：“我们感到惊讶的是，即使这些比率远离自然条件，具有各种兴奋性和抑制性神经元比率的网络仍然保持活跃。”学生Oleg Vinogradov。“只要抑制性神经元的份额停留在10％至90％的范围内，他们的活动就不会发生巨大变化。”似乎神经结构可以补偿其与众不同的组成，以保持稳定和功能。

因此，研究人员自然而然地问：什么机制使脑组织可以适应这些不同的条件？研究人员认为，网络通过调整连接的数量来适应：如果几乎没有抑制性神经元，他们必须通过与其他神经元建立更多的突触来扮演更大的角色。相反，如果份额抑制神经元很大，兴奋性神经元必须通过建立更多联系来弥补这一点。

Tübingen科学家的理论模型可以解释其在rehovot中的实验发现，并揭示有助于维持大脑稳定动态的机制。结果提供了更清晰的了解，即如何保留激发/抑制平衡以及在生活神经网络中失败的地方。从长远来看，它们可能对精确医学的新兴领域有用：诱导的多能干细胞衍生的神经培养物可用于寻找神经精神疾病和新型药物的机制。

---

---