神经电路如何在激励和抑制之间实现平衡

即使在不寻常的条件下，蒂宾根和以色列的研究人员揭示了脑结构如何保持脑结构和稳定的动态。他们的结果可能会使基础奠定基础，以便更好地理解和治疗癫痫和自闭症等条件。

的神经元大脑相互连接，形成称为神经回路的小功能单元。一个神经元通过突触与另一个神经元相连，可以通过发送信号将信息传递给第二个神经元。反过来，这可能促使第二个神经元向神经回路中的其他神经元传递信号。如果发生这种情况，第一个神经元很可能是兴奋性神经元:它会促使其他神经元放电。但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，这使得与它们相连的神经元不太可能向其他神经元发送信号。

兴奋和抑制的相互作用对神经网络的正常功能至关重要。它的失调与许多神经和精神疾病有关，包括癫痫、阿尔茨海默病和自闭症谱系障碍。

有趣的是，在不同大脑结构(如新皮层或海马体)的所有神经元中，抑制性神经元的份额在一个人的一生中保持在15-30%。“这激起了我们的好奇心:这个特殊的比例有多重要?”Tübingen大学和马克斯·普朗克生物控制论研究所的研究员安娜·列维娜回忆道。”可以神经电路不同比例的兴奋性和抑制性神经元仍能正常工作吗?”她来自以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的合作者设计了一个新奇的实验来回答这些问题。他们培养了不同的，甚至极端比例的兴奋性和抑制性神经元。

然后科学家测量了这些人工设计的脑组织的活性。“我们感到惊讶的是，即使这些比例远离自然条件，具有各种兴奋性和抑制性神经元的网络仍然活跃，即使这些比率远远远非自然条件，”莱纳的博士学位也会解释一下。学生Oleg Vinogradov。“只要抑制性神经元的份额保持在10％至90％的范围内，他们的活动不会发生巨大变化。”似乎神经结构具有补偿其异常组合物以保持稳定和功能的方法。

所以自然研究人员问下一个：什么机制允许脑组织适应这些不同的条件？研究人员通过调整连接数来了解网络适应：如果抑制性神经元很少，它们必须通过与其他神经元建造更多突触来实现更大的作用。相反，如果份额抑制性神经元很大，兴奋剂神经元必须通过建立更多的联系来弥补。

Tübingen科学家的理论模型可以解释他们在Rehovot的同事的实验发现，并揭示有助于维持大脑稳定动态的机制。这些结果提供了一个更清晰的画面，关于如何保持兴奋/抑制平衡，以及它在活的神经网络中失效的地方。从长远来看，它们可能对精准医学的新兴领域有用:诱导多能干细胞衍生的神经培养可用于发现神经精神疾病的机制和新药物。

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