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加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),努力搶占科技制高點(diǎn),為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康,率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地,率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù),率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

首頁(yè) > 科研進(jìn)展

腦智卓越中心小鼠皮層神經(jīng)元細(xì)胞群體同步激活研究獲進(jìn)展

2020-08-24 腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心
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語(yǔ)音播報(bào)

  近日,中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心(神經(jīng)科學(xué)研究所)、上海腦科學(xué)與類腦研究中心、神經(jīng)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室蒲慕明研究組利用光遺傳技術(shù)同步激活小鼠不同皮層區(qū)域的神經(jīng)元細(xì)胞群,發(fā)現(xiàn)大量神經(jīng)元群被重復(fù)激活會(huì)造成局部和全腦皮層神經(jīng)元興奮性增強(qiáng)的現(xiàn)象。這種增強(qiáng)效應(yīng)需要大腦皮層同一區(qū)域或不同區(qū)域的大量神經(jīng)元被共同激活,且還依賴于NMDA受體的活性。此外,皮層-丘腦-皮層環(huán)路也可能對(duì)這種增強(qiáng)效果做出貢獻(xiàn)。

  大腦的一個(gè)基本特點(diǎn)是具有活動(dòng)依賴的結(jié)構(gòu)和功能可塑性。這種可塑性體現(xiàn)在重復(fù)出現(xiàn)的感覺(jué)刺激會(huì)使大腦產(chǎn)生適應(yīng)性改變,從而使得大腦皮層神經(jīng)元在以后出現(xiàn)同樣刺激時(shí)做出更有效的響應(yīng)。該研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了神經(jīng)元數(shù)量在共同激活誘導(dǎo)大腦神經(jīng)元興奮性增強(qiáng)方面的重要性,表明一定數(shù)目皮層神經(jīng)細(xì)胞的同步電活動(dòng)可廣泛影響整個(gè)大腦皮層,可能為局部經(jīng)顱磁刺激(TMS)和經(jīng)顱電刺激(tDCS)有效影響整個(gè)大腦功能提供潛在作用機(jī)制。

  相關(guān)成果以《同步激活大量神經(jīng)元細(xì)胞群引起全腦皮層神經(jīng)元興奮性增強(qiáng)》為題,發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中科院和上海市的資助。

  論文鏈接 

  左:在小鼠大腦皮層表面給予的4種不同空間分布的激光共刺激,其中藍(lán)色方塊表示激光刺激光斑,4種共激活刺激使用的光斑總面積相同。右:4種不同的激光共刺激后,得到的結(jié)果趨勢(shì)相同,即共同刺激之后,測(cè)試刺激誘導(dǎo)產(chǎn)生的神經(jīng)元反應(yīng)增強(qiáng),其中小鼠大腦上的藍(lán)色方塊為檢測(cè)刺激光斑,下方放大的圓圈中為神經(jīng)元與記錄電極示意圖,紅色為表達(dá)光激活通道ChR2的神經(jīng)元,右側(cè)方框中顯示了檢測(cè)光斑引起的神經(jīng)電活動(dòng)在共刺激前(虛線)后(實(shí)線)的比較,灰色虛線為刺激起始時(shí)間,藍(lán)色橫線為刺激時(shí)長(zhǎng)

打印 責(zé)任編輯:程博

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