研究人员发现了一类在非快速眼动睡眠中最活跃的神经元

通常，脑子中的锥体细胞和大脑中的甘蓝细胞同时激活。然而，纽约大学的神经科学家团队最近鉴定了一类独特的神经元，这些神经元不会与所有主要神经元，细胞和中间核同时发射。有趣的是，当所有其他神经元类型都沉默时，该团队发现这些特定神经元在非REM（NREM）睡眠状态下最活跃。

“往往是科学的案例，我们的发现是一个真正的偶然性，”GyörgyBuzsáki“讲学的研究人员，告诉MedicalXpress。“通过收集皮质深层的睡眠录音，我们观察到偶尔发生一些罕见的神经元的尖峰，在所谓的”下态“时期的睡眠中。没有神经元应该做这样的事情，因为已知状态下降（并通过完全神经元沉默（缺乏尖峰）来识别。“

Neocortex，在一个区域中的一组层脑叫脑皮质，每晚从瞬态（长期50-300毫秒长）向下重新启动数千次。在他们的研究中，Buzsáki和他的同事们确定了一类神经元，当所有其他神经元（即兴奋金字塔和抑制性神经元）在睡眠状态下，在下降状态下静音时似乎是最活跃的。在他们的后续实验中，他们表明这些神经元是在Neocortex的更深层中发现的神经胶质环状细胞，其特异性地表达称为ID2和NKX2.1的基因。

当他们对这类神经元进行更深入的研究时，Buzsáki和他的同事观察到，在所有清醒状态(即哺乳动物清醒和睡眠状态)下，它们与所有其他已知类型的神经元存在完全的拮抗关系。这表明，这些神经元可能有一种独特的功能，将它们与大脑中的其他细胞区分开来。

Buzsáki解释说:“我们和其他人之前都没有见过这些神经元的原因是它们非常罕见，需要用方法来记录行为动物的大量神经元。”“在收集到的动物大脑活动的几份记录中，我们发现在我们调查的数百个动物中，没有、只有一个、很少有两个或更多这样的神经元。考虑到这些神经元的新奇性和被怀疑的重要性，我们小组的博士后研究员Manuel Valero决定做一个大规模的实验，检查所有已知的中间神经元类型，这些类型的分子特性允许它们在行为/睡眠动物中被识别。”

最初，瓦莱罗检测了一组被称为一氧化氮之前的研究结果表明，挥发性分子一氧化氮在NREM睡眠期间的慢脑波增强中起着关键作用。有趣的是，他们发现有一小部分nNOSs是在非快速眼动睡眠状态下发出的。

“有一天，正如我们在大学的科学大厦的电梯上，我们正在与一位同事交谈，他谈到他们正在努力在深皮质层中的一个不寻常的神经表格细胞组，这可能是重要的，因为只有这个中间集团增加了不成比例的增加灵长类动物，“Buzsáki说。“这位同事叫他们ID2 / NKX2.1，一小节组的NNOS系列。在电梯骑行时，我们同意合作。”

曼纽尔·瓦莱罗随后证明，当这类独特的中间神经元表达了一个光敏通道时，用神经元大小的显微LED灯照射它们，揭示了它们的身份。

研究人员学到的最重要的信息是，几乎所有ID2 / NKX2.1的神经元都在非饮料睡眠状态下专门活跃。这种发现可能具有重要的影响，因为它表明这些神经元具有与哺乳动物或其他人类睡着时哺乳动物大脑的活动相关的至关重要的生理功能。

“发现大脑中的新神经元类型是一个罕见的事件，”Buzsáki说。“发现一个神经元，其活动在所有其他已知神经元中的所有可能的方式都是拮抗的，这真是出乎意料的，几乎就像找到一个讲英语的狗一样。所有其他测试的中间核抑制了我们的下态活性神经元。它们可能在调整持续时间方面是至关重要的沉默的状态和影响招聘序列锥体细胞正如我们的研究显示的那样，当它们从沉默状态重新启动时。”

除了鉴定在NREM睡眠状态下特别活跃的这类神经元外，Buzsáki和他的同事们表明他们的人工激活会干扰睡眠辅助的记忆增强。虽然他们收集的证据可能不足以推测这些神经元的整个功能曲目，但它们与其他脑细胞的不寻常相互作用暗示他们可能参与各种不同的神经计算。检查这些神经元的新作品可以有助于更好地了解其功能，也许在非常具体的生理过程中揭幕。

“在我们下一步的研究中，我们计划关注一些研究问题，比如我们确定的神经元的激活/失活会影响睡眠结构吗?”它们是否有特殊的受体类型，可以被药物选择性靶向?当它们醒着的时候，它们会做什么?它们在每个皮质区域的比例是相同的还是在某些区域富集?最后，为什么这些神经元在人类大脑中更常见吗?”

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