东京大学，Nature Communications！
文摘
2024-11-13 19:30
中国
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神经网络的同步活动被认为对大脑功能至关重要，尤其在信息处理、存储和传递方面扮演着核心角色。与传统的神经元活动研究相比，神经网络中单个神经元的活动与整个网络的同步活动之间的相互作用仍然不甚明了，特别是在神经网络的功能失调，诸如癫痫发作等神经性疾病中的作用。过度的同步性，如癫痫发作中的同步活动，可能导致认知功能的损伤，影响大脑的正常工作，因此，揭示神经元与神经网络活动的交互关系，对于理解大脑的功能以及相关疾病的机制具有重要意义。近日，来自东京大学Toki Kobayashi, Kenta Shimba课题组的研究者们在这一领域取得了新进展。该团队设计并构建了一个结合高密度微电极阵列（HD-MEA）记录和数字镜像设备（DMD）光遗传刺激的新型实验系统。这一系统能够在单神经元分辨率下同时记录和刺激神经网络，突破了传统方法在空间分辨率和刺激精确性方面的限制。通过这一创新系统，研究人员成功实现了对神经网络活动的精确控制，并研究了网络突发活动对单个神经元特性变化的影响。在这一实验系统的帮助下，研究团队揭示了神经网络的突发活动依赖性对单神经元活动的调节，进而提供了一种可能的机制，解释了癫痫发作期间网络突发依赖性引起的信息丧失与认知损伤。此外，团队还直接记录了启动自发网络突发的“领导神经元”，并分析了其放电特性，表明大脑中的枢纽神经元的爆发性活动可以启动整个网络的同步活动。这一发现为理解神经网络的自组织机制和顶层调控机制提供了重要的实验依据和理论支持，推动了神经科学研究向更加精细化和系统化的方向发展。👉 点击左下角“阅读原文”，即可直达原文！💖
