神经元像墙上的时钟一样同步他们的节拍

17世纪，荷兰科学家克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens)把两个他最近发明的摆钟挂在木梁上，观察到随着时间的推移，钟的节拍会对齐。他在1665年报告了这一发现，他称之为“奇怪的同情”。三个半世纪后，人们发现大脑中的神经元以类似的方式同步它们的活动。

大脑中的神经元经常在准节奏活动中同步，共同产生“脑电波“有时甚至可以用脑电图从头骨外检测到。在这样的情况下同步节奏帮助神经元有效地交换信息，这对执行学习、记忆、注意力、感知和运动等重要功能至关重要。这些节律是如何产生、维持和消除以适应大脑无缝运作的不断变化的需求的，这是一个活跃的研究领域。

在今天发表的一项新研究中细胞的报道，由匈牙利布达佩斯实验医学研究所首席研究员Balázs Hangya MD博士领导的神经科学家团队发现，大脑中的一组神经元在非同步状态下表现出不同频率的节律性活动，就像单个时钟一样，但它们可以调整其节律性频率，在激活时产生同步的大脑节奏，类似于惠更斯实验中的钟摆钟。

为了探测大脑的同步机制，研究小组记录了大脑深处一种叫做中隔的特殊神经元。这些神经元形成一个“起搏器网络”，它产生4-12赫兹的“θ”节奏海马体负责编码我们所经历的事件的情景记忆痕迹。众所周知，海马体θ振荡对记忆很重要，但它产生的确切机制尚不清楚。

“为了了解中隔的细胞如何同步，人们应该同时记录几个细胞的活动。除了这种多通道的脑深部记录外，还需要平行记录海马活动，以了解内侧隔的输出信号。这在技术上仍然具有挑战性，所以这些录音只能由熟练的实验者来完成。”

为了应对这一挑战，杭亚的实验室与由教授István Ulbert、Viktor Varga和Szabolcs Káli领导的其他小组合作，在清醒或麻醉的大鼠和小鼠体内探测中隔“起搏器网络”。惠更斯号同步机制在所有测试条件下都存在，也可以通过一个详细的内隔“起搏器网络”计算模型再现。作者推测惠更斯同步可能是包括人类在内的不同物种大脑回路的通用同步机制。

“我认为我们已经提出了一个关于网络同步起源的新想法。这篇文章的第一作者Barnabás Kocsis说:“事实上，内隔抑制细胞在局部兴奋性输入激活时同步其频率，这在以前是未知的。”

大脑的同步机制会在疾病中出错，导致记忆和注意力出现问题，甚至会导致严重的疾病，如精神分裂症、癫痫和阿尔茨海默病。研究人员希望，更好地了解大脑网络是如何同步的，可能最终会让我们改进这些疾病的治疗方法。

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