理解最小的大脑回路

助理教授罗伯特•费尔南德斯•大学电子工程与计算机科学学院的工程,以及在凯斯西储大学研究小组已经记录数以百计的神经元的电活动,因为他们火在一只老鼠的大脑模型,半小时一次。

“神经元自发性高度活跃，所以30分钟实际上是很长一段时间，”Galán说。

他说，几十年来，神经科学家在较短的时间尺度上(几十毫秒)研究了这种活动，他们的目的仅限于观察一些神经元有时同时放电，而另一些则不。

然而，Galán和他的实验室集中于从毫秒到几分钟的多个时间尺度的神经元之间的相互作用。

“这是我们的主要贡献，”他说。“我们已经发现了在更长时间尺度上，以秒为数量级的神经元之间非常重要的相互作用。”

绘制更多活动

事实证明，当神经活动被记录下来并绘制成横跨时间尺度的图表时，神经元之间先前隐藏的联系就被揭示了。

“我们观察到某些人神经元加速时，其他的速度就会慢下来——它们以协调的方式在几秒钟内完成这一过程，”Galán说。

他说:“我们在这里的发现，第一次揭示了大脑回路的一种运作模式，它表明你不可能让你的所有网络同时运转。”

Galán和他的团队在最新的大脑微电路中解释了这两个解剖学上不同和竞争的网络，在最近的问题中呼叫他们“反相关的皮质网络”科学报告。

合著者包括生物学教授Hillel Chiel和本科生Nathan Kodama(第一作者)、Tianyi Feng、James Ullett和Siddharth Sivakumar。Galán表示，这一发现尤其令人满意，因为它使他十年前开发的一个数学模型的测试达到了高潮。

“这是一个理论预测 - 可以从他们的自发活动推断出大脑电路的布线的想法，”他说。“当我们终于能够通过实验测试这个想法时，我们发现了竞争的神经网络;这一切都在这项研究中聚集在一起。”

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