神经细胞可以自主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可以做到这一点的机制。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。结果现已发表在《细胞报告》杂志上。
任何用手机发送过语音消息的人都知道音量有多么重要：对着麦克风大喊会导致录音失真和不清楚。但窃窃私语也不是一个好主意——结果太安静而且也难以理解。这就是音响工程师确保在每场音乐会和脱口秀中呈现完美声音的原因：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，甚至可以自主进行。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，参与者研究了也在视觉、听觉和触觉中发挥作用的神经细胞网络。刺激首先到达所谓的丘脑，这是大脑中央深处的一个结构。从那里，它被引导到大脑皮层，在那里它被进一步处理。
每个神经元自我调整
“大脑皮层中的神经元受到来自丘脑的信号的刺激，从而产生动作电位，”波恩大学医院实验性癫痫学和认知研究所的 Heinz Beck 教授解释说。“这些是短电压脉冲，然后被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。“我们现在发现，一种叫做 SLK 的特定酶在这个过程中发挥了作用，”贝克说，他也是波恩大学“生命与健康”跨学科研究领域的发言人。“它使神经元能够单独校准自己的兴奋性。” 这有点像没有音响工程师：相反，麦克风会自动调整灵敏度，使录音既不会太安静也不会过度放大。
“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，”Beck 研究小组的 Pedro Royero 博士解释说。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性动作电位。在某种程度上，他们转动了降低灵敏度的旋钮。“SLK 现在决定了这个调节器可以被中间神经元调整多少，也就是说，它们的抑制作用有多强。”
有两种不同类型的中间神经元。有些是由来自丘脑的输入冲动直接激活的。它们已经抑制了神经元，而这些神经元同时被丘脑兴奋。相比之下，另一种类型仅由大脑皮层中神经元的活动开启 - 即它们应该在之后抑制的神经元。所以他们是负反馈循环的一部分。“有趣的是，SLK 在这种反馈抑制中并不活跃，但仅在第一种情况下，”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灵敏度调整过程中被激活。他们现在想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于大脑功能极为重要。例如，这可以在癫痫症中看到：特征性癫痫发作是由大面积神经细胞过度兴奋引起的。事实上，研究表明，在一些癫痫患者中，神经元中的 SLK 比正常人少。因此，也许这项研究也有助于更好地了解疾病机制。
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