热门:【科学普及】脑互联网中兴奋和抑制的平衡：如此“平常”，最是可贵

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原创邓穗馨，舒友生细胞世界推测一下——人脑中大约有多少个神经元？ 答案是800-1000亿个，是我国人口的50倍以上。 这些神经元分别不是政治的“孤岛”，而是通过被称为突触的结构相互连接，构成了许多复杂有序的各种功能神经网络和神经环。 我们正常的大脑功能(感知、感情、行动等)以网络内兴奋性和抑制性信号的平衡为重要的基础和前提。 相反，不平衡的网络会引起癫痫、精神分裂症、焦虑症、孤独症等神经系统疾病。 因此，揭示神经网络的解剖构成，理解平衡神经网络活动的特征，控制神经网络活动，探索也可以参与病理互联网活动的各种策略，是神经科学行业的重要研究拷贝 01兴奋性神经元和抑制性神经元，相对诞生的电影《头脑代理团队》将人的五种感情(悲伤、恐惧、喜悦、反感、愤怒)拟人化，这五个小人在大脑中如何相互信息表达、支持、对立、共同 现实情况比这复杂得多，但在真正的大脑神经环路中，平衡确实是许多神经元多方面“信息表达交流”的结果。 让我们从前两种神经元开始 “世界上没有两个完全相同的叶子”，没有两个完全相同的神经元。 每个神经元都具有特定的细胞形态、基因表达组合、突触结合和电生理学特征。 但是，也可以根据类似的特征将神经元分类为特定的组 不同的神经元受到外界刺激时会增强或减弱其下游神经元的活动强度，即分别释放兴奋性或抑制性的神经递质(通常是谷氨酸或g氨基丁酸)来兴奋或抑制下游神经元的活动。 由此可以对神经元进行分类，大致分为兴奋性神经元或抑制性神经元 这就像世界万物两极一样，正负有偶，寒冷有热，阴阳有阳……那么兴奋性神经元负责喜悦，抑制性神经元负责不快，两个人关系好就能平衡阴阳吗？ 没那么简单。 否则，头脑代理团队并没有那么多不同类型的感情小人吵闹。 02恢复平衡，道路阻力和长度以我们人类最发达的大脑皮质为例，皮质神经网络中兴奋性神经元有几种不同的类型，其中最重要的是锥体细胞( pc，因为其细胞体形状像锥体， 通常，这些兴奋性和抑制性神经元释放的信号总是平衡的。 在异常情况下，兴奋和不平衡的抑制不仅会引起感情的波动，还会引起严重的脑病。 例如，兴奋性神经元的活动增强和抑制性神经元的活动减弱可能会引起癫痫。 抑制性神经元活动的异常有时也会引起精神分裂症和焦虑症等 那么，兴奋性和抑制性神经元是如何在神经网络中生成和传递信号的呢？ 神经网络活动主要是电活动。 神经元细胞膜内外有电位差，通常为-70毫伏左右，细胞内电位比细胞外电位负。 神经元受到刺激或传递突触新闻时，细胞内外电位差变小，神经元的发生时间为1~2毫秒，引起宽度约100毫伏的电压变动，即所谓的动作电位( action potential )。 神经元根据产生动作电位的频率和正确的时间对新闻进行编码，参与大脑的新闻解决。 另外，产生动作电位的能力反映了神经元的兴奋性 不同神经元的兴奋性高，但兴奋性神经元和抑制性神经元都有兴奋性。 由于神经元轴突从细胞发出的开始段(轴突开始段，距细胞约20-50微米的长度)分布着高密度的钠离子通道，因此该动作电位在这里首先爆发。 在皮质锥体神经元中，轴突开始段在离细胞远和近的地方分布的钠通道的种类有差异，远处的钠通道亚型nav1.6的电压阈值低，决定首先产生动作电位。 附近分布的nav1.2在产生动作电位后，控制向细胞和树突的反向传递。 因此，这两种通道亚型控制着兴奋性锥体神经元的兴奋性。 钠通道亚型被认为是控制一切的关键，在此基础上拯救大脑，恢复平衡吧。 等等……但是，这些抑制性神经元是如何不受控制的呢？ 抑制性神经元有与兴奋性神经元略有不同的优点吗？ 03各显神通神经元，通过拯救大脑的研究，在抑制性神经元上表达了与锥体神经元完全不同的钠通道亚型nav1.1，该通道的功能缺损变异导致抑制性神经元的兴奋性下降，脑互联网不足导致比较有效的抑制 因此，我们必须研究脑内不同群体神经元的兴奋性机制，完全控制我们的神经网络。 插图为文献:邓穗馨、舒友生.大脑皮质神经元及其网络兴奋[j] .中国药理学和毒理学杂志，，31(11):1033-1044 .另外，不同种类的抑制性神经元因兴奋性神经元和突触结合而被特定的局部神 我们脑内抑制性神经元的种类比兴奋性神经元丰富得多，它们的高选择和精度喜欢伸出触手来控制锥体神经元的远端树突。 有圆润本分，喜欢控制附近锥体神经元的细胞和近端树突。 虽然可以释放抑制信号，但是作用于神经网络活动的效果各不相同。 插图为文献: kepecs a，fishe llg.interneuroncelltypesarefittofunction [ j ].nature，505(7483):318-。 低阈值发行神经元( lts )支配树突，枝形细胞支配轴突开始段。 另外，抑制性中间神经元接收的兴奋性突触输入的电生理特征(例如短时可塑性)的差异也影响它们介导的抑制信号在时间上的巨大差异。 不断深入地认识这些因素可以给我们拯救大脑一点提示。 另外，皮质的网络活动由其他脑区域和皮质下的各种核团和各种神经调质(血清素、多巴胺、乙酰胆碱等)控制。 而且，当我们的大脑处于不同的活动状态(例如觉醒或睡眠的情况)时，神经元的细胞外离子浓度、神经递质或调质的浓度都产生周期性的一些变化，影响神经互联网活动的控制效果。 所以，拯救大脑的道路不是一蹴而就，使劲挽起袖子加油吧！ 作者邓穗馨复旦大学脑科学转化研究院舒友生复旦大学脑科学转化研究院·； end·； ■ ■ ■ ■1980-原标题:“【科普】大脑互联网中兴奋与抑制的平衡:这样的“平时”、最珍贵的”原文