神经元如何自主调节兴奋性

神经细胞可以自主地调节它们对传入信号的敏感性。由波恩大学领导的一项新研究现在发现了一种机制。德国神经退行性疾病中心和马克斯·普朗克行为神经生物学研究所参与了这项工作。研究结果已发表在该杂志上细胞的报道。

有谁发过语音信息手机知道音量有多重要:对着麦克风大喊大叫会导致录音失真和不清晰。但耳语也不是一个好主意——结果是太安静了，也很难理解。这就是为什么音响工程师要在每场音乐会和脱口秀中确保完美的声音:他们调节每个麦克风的增益以匹配输入信号。

大脑中的神经元也可以微调它们的敏感性，甚至是自主地这样做。由波恩大学和波恩大学医院领导的一项新研究展示了他们是如何做到这一点的。为此，参与者研究了在视觉、听觉和触觉中也发挥作用的神经细胞网络。刺激首先到达所谓的丘脑，这是大脑中心深处的一个结构。然后从那里，它被引导到大脑皮层，在那里进一步加工。

每个神经元都能自我调节

“大脑皮层的神经元受到来自丘脑的信号刺激而产生动作电位波恩大学医院实验癫痫学和认知研究所的Heinz Beck教授解释道。“这些是短电压脉冲，然后传输到大脑的其他部位。为了使其正常工作，神经元必须适应兴奋性信号的强度。”

例如，如果传入的刺激非常强烈，他们就需要降低敏感度。“我们现在已经发现一种叫做SLK的特殊酶在这个过程中起着作用，”贝克说，他也是波恩大学跨学科研究领域“生命与健康”的发言人。“它使神经元能够单独校准自己的兴奋性。”这有点像没有录音师:相反，麦克风会自动调整灵敏度，这样录音就不会太安静，也不会过度放大。

贝克研究小组的佩德罗·罗耶罗博士解释说:“在这种机制中，特殊的神经细胞发挥着重要作用，即所谓的中间神经元。”他在马克斯·普朗克国际研究生院通过这项研究获得了博士学位，并进行了大部分实验。中间神经元向兴奋的神经元发送抑制动作电位。在某种程度上，他们转动旋钮来降低他们的敏感性。“SLK现在决定了中间神经元能在多大程度上调节这种调节器，也就是说，它们的抑制作用有多强。”

中间神经元有两种类型。有些是由丘脑传入的脉冲直接激活的。它们已经抑制了神经元，而这些神经元同时被丘脑激发。相反，另一种类型的大脑只有通过大脑皮层神经元的活动才能启动。也就是他们之后应该抑制的神经元。所以他们是负反馈循环的一部分。“有趣的是，SLK在这种反馈抑制中不活跃，但只在第一种情况下，”Royero指出。

对疾病发展的新见解

研究人员还能够证明，某些基因在敏感性调整过程中被激活。他们现在想要更详细地调查他们在这个过程中的角色。这也很有趣，因为兴奋和抑制之间的平衡对大脑功能极其重要。

这可以在癫痫中看到:典型的癫痫发作是由大面积神经细胞的过度兴奋引起的。事实上，研究表明，在一些癫痫患者中，神经元中发现的SLK比正常人少。因此，也许这项研究也将有助于更好地理解这些疾病的机制。