汪小京教授等闡釋大腦如何過濾無關(guān)信息

2016年09月23日訊 設(shè)想你身處嘈雜的咖啡廳，展卷欲覽，為了專注于你手中的讀物，你需要忽視人群的嘰嘰喳喳、茶杯的叮叮當(dāng)當(dāng)--你需要讓你的大腦過濾掉來自聽覺的無關(guān)刺激，為你視覺所關(guān)注的卷上文字“打開閘門”。

這看似尋常的場景，卻引發(fā)了神經(jīng)科學(xué)家們對于大腦處理相關(guān)與無關(guān)信息機制的興趣。在最新一期的《自然-通訊》雜志上，紐約大學(xué)、上海紐約大學(xué)的研究人員提出了一種基于計算模型的全新理論，該理論闡釋了大腦如何在不同環(huán)境下從眾多不相關(guān)的信息中過濾出相關(guān)信息。

“了解我們的大腦如何從所有呈現(xiàn)在我們面前的信息中選擇處理最重要的信息，對我們的日常生活尤為重要?！蓖粜【┙淌诒硎?，“在大腦極為復(fù)雜的神經(jīng)環(huán)路中，一定存有一個特別的閘門機制對相關(guān)信息進行著識別，并將其在準(zhǔn)確的時間送到準(zhǔn)確的地點。”

汪小京教授是上海紐約大學(xué)科研副校長、華東師范大學(xué)-紐約大學(xué)腦與認(rèn)知科學(xué)聯(lián)合研究中心（上海紐約大學(xué)）主任、國家“千人計劃”特聘專家、紐約大學(xué)神經(jīng)科學(xué)教授，同時也是這篇論文的通訊作者。

該項研究關(guān)注人類大腦的“交通警”--抑制性神經(jīng)元。抑制性神經(jīng)元通過抑制其他神經(jīng)元、以及平衡刺激神經(jīng)元活動的興奮性神經(jīng)元，來確保人類對于外界各類刺激給予適當(dāng)?shù)纳窠?jīng)反應(yīng)。

“抑制性神經(jīng)元是大腦神經(jīng)環(huán)路的一個基本元素，我們的模型涉及多種抑制性神經(jīng)元 的研究，”汪小京補充說，“我們的計算機模型表明，抑制性神經(jīng)元可以讓一個神經(jīng)環(huán)路選擇性地給一些信息打開特別的進入通道，并同時過濾掉其他信息?！?/p>

在汪小京教授實驗室的博士生楊光宇所做的實驗分析中，該研究團隊設(shè)計了一個模型， 標(biāo)識出了抑制性神經(jīng)元比以往認(rèn)知的更為復(fù)雜的作用。

該研究團隊主要研究一種特殊的抑制性神經(jīng)元。這種神經(jīng)元專門負(fù)責(zé)抑制興奮性神經(jīng)元的樹突（注：樹突是神經(jīng)元的組成部分，負(fù)責(zé)接受其他神經(jīng)元的信息輸入）。這些“樹突靶向”的抑制性神經(jīng)元可以被名為生長激素抑制素（somatostatin）的生物標(biāo)志物所標(biāo)識， 并且可以被實驗學(xué)家們有選擇性地進行研究。研究團隊提出，神經(jīng)元樹突靶向不僅可以控制對單個神經(jīng)元的總體輸入，還可以控制單個神經(jīng)通路的在該神經(jīng)元上的輸入，例如視覺和聽覺通路在某個神經(jīng)元上的輸入。

“以往人們認(rèn)為這種對單個神經(jīng)通路的控制是困難的，因為抑制性神經(jīng)元與興奮性神經(jīng)元之間的聯(lián)結(jié)看起來密集且無結(jié)構(gòu)?！睏罟庥畋硎荆拔覀冄芯康奶貏e之處在于發(fā)現(xiàn)了抑制性神經(jīng)元可以實現(xiàn)選擇性地給特定通路的信號打開通道所需要的精準(zhǔn)性。”

該研究團隊使用計算模型表明，在看似隨意的神經(jīng)元的聯(lián)系中，樹突靶向抑制性神經(jīng)元可以通過“對齊”不同的神經(jīng)通路的興奮性輸入來引導(dǎo)單個神經(jīng)通路的信息輸入。而這種對齊可以通過大腦經(jīng)驗學(xué)習(xí)的機制--突觸可塑性得到實現(xiàn)。

據(jù)悉，這項研究的另一位合作者是John David Murray。在參與此項研究時，他曾是汪小京教授實驗室的博士后研究員。目前，他作為助理教授在耶魯大學(xué)任教。

本文地址:http://www.mcys1996.com/jiankang/297117.html.

聲明： 我們致力于保護作者版權(quán)，注重分享，被刊用文章因無法核實真實出處，未能及時與作者取得聯(lián)系，或有版權(quán)異議的，請聯(lián)系管理員，我們會立即處理，本站部分文字與圖片資源來自于網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)載是出于傳遞更多信息之目的,若有來源標(biāo)注錯誤或侵犯了您的合法權(quán)益，請立即通知我們(管理員郵箱：douchuanxin@foxmail.com)，情況屬實，我們會第一時間予以刪除，并同時向您表示歉意,謝謝!

上一篇: Cell,Rep:移除“書簽”為獲得···

下一篇: 線粒體起源新說