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研究人员用细光束重编程小鼠脑细胞网络

2020年03月23日 浏览量: 评论(0) 来源:生物帮 作者: 责任编辑:admin
摘要:《科学》杂志的一项新研究说,一起发射的神经元确实确实可以连接在一起,这表明我们头脑中的三磅重的计算机可能比我们想象的更具韧性。

《科学》杂志的一项新研究说,一起发射的神经元确实确实可以连接在一起,这表明我们头脑中的三磅重的计算机可能比我们想象的更具韧性。

在最近的工作中,哥伦比亚大学的神经科学家证明,只要刺激网络中的一个神经元,一组训练一致激发的神经元就可以在一天后重新激活。尽管还需要进一步的研究,但他们的发现表明,被激活的神经元群可能构成学习和记忆的基本构件,正如心理学家唐纳德·赫布(Donald Hebb)在1940年代最初所假设的那样。


这项研究的资深作者,哥伦比亚大学神经科学教授拉斐尔·尤斯特(Rafael Yuste)博士说:“我一直以为大脑大多是硬连线的。”“但是后来我看到了结果,并说'天哪,这整个都是塑料的。'我们正在处理不断学习和变化的塑料计算机。”


研究人员能够使用光遗传学工具控制和观察活着的老鼠的大脑,该工具在过去十年中彻底改变了神经科学。他们向小鼠注射了一种含有光敏蛋白的病毒,该蛋白经过工程改造可以到达特定的脑细胞。一旦进入细胞,这些蛋白质就可以让研究人员利用光线远程激活神经元,就像打开电视一样。


允许鼠标在跑步机上自由奔跑,同时将头保持在显微镜下。研究人员使用一个激光束将光线穿过头骨,以刺激视觉皮层中的一小部分细胞。用第二个激光,他们记录了每个神经元发射时钙的上升水平,从而对单个细胞的活动进行了成像。


在进行光遗传学研究之前,科学家们必须打开颅骨并将电极植入活体组织中,以用电刺激神经元并测量其反应。即使是一个拥有1亿个神经元的小鼠大脑,其大小几乎是我们大脑的千分之一,也太密而无法仔细观察神经元组。


光遗传学使研究人员能够非侵入式地进入大脑并对其进行更精确的控制。在过去的十年中,研究人员通过操纵特定的大脑区域,恢复了失明和聋哑小鼠的视力和听力,并使正常小鼠具有攻击性。

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