汪小京教授等闡釋大腦如何過濾無關信息

設想你身處嘈雜的咖啡廳，展卷欲覽，為了專註於你手中的讀物，你需要忽視人群的嘰嘰喳喳、茶杯的叮叮噹噹——你需要讓你的大腦過濾掉來自聽覺的無關刺激，為你視覺所關注的卷上文字「打開閘門」。

「了解我們的大腦如何從所有呈現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。」汪小京教授表示，「在大腦極為複雜的神經環路中，一定存有一個特別的閘門機制對相關信息進行著識別，並將其在準確的時間送到準確的地點。」

汪小京教授是上海紐約大學科研副校長、華東師範大學-紐約大學腦與認知科學聯合研究中心(上海紐約大學)主任、國家「千人計劃」特聘專家、紐約大學神經科學教授，同時也是這篇論文的通訊作者。

該項研究關注人類大腦的「交通警」——抑制性神經元。抑制性神經元通過抑制其他神經元、以及平衡刺激神經元活動的興奮性神經元，來確保人類對於外界各類刺激給予適當的神經反應。

「抑制性神經元是大腦神經環路的一個基本元素，我們的模型涉及多種抑制性神經元 的研究，」汪小京補充說，「我們的計算機模型表明，抑制性神經元可以讓一個神經環路選擇性地給一些信息打開特別的進入通道，並同時過濾掉其他信息。」

在汪小京教授實驗室的博士生楊光宇所做的實驗分析中，該研究團隊設計了一個模型， 標識出了抑制性神經元比以往認知的更為複雜的作用。

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

「以往人們認為這種對單個神經通路的控制是困難的，因為抑制性神經元與興奮性神經元之間的聯結看起來密集且無結構。」楊光宇表示，「我們研究的特別之處在於發現了抑制性神經元可以實現選擇性地給特定通路的信號打開通道所需要的精準性。」

該研究團隊使用計算模型表明，在看似隨意的神經元的聯繫中，樹突靶向抑制性神經元可以通過「對齊」不同的神經通路的興奮性輸入來引導單個神經通路的信息輸入。而這種對齊可以通過大腦經驗學習的機制——突觸可塑性得到實現。

據悉，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後研究員。目前，他作為助理教授在耶魯大學任教。

本公眾號由中國科學院微生物研究所信息中心承辦

微信公眾號：中國生物技術網

TAG:中國生物技術網 |

※關於大腦的那些謠言
※你的大腦是如何認知信息的？
※關於大腦的8個謠言你信嗎
※對大腦好一些——如何友善用腦？
※記憶宮殿：「超級大腦」的大腦有何不同
※「似曾相識」的幻覺與大腦的特殊能力有關 你信嗎
※冷知識：那些關於大腦的冷知識
※腦子是好東西《讓大腦自由》教會我們利用和照顧好大腦的九條定律
※前沿：癢覺信息如何傳遞，大腦又如何指揮我們撓痒痒？
※關於大腦你必須解開的「誤會」
※多篇文章揭示大腦「中繼器」是調控思維產生的關鍵！
※為什麼勤用大腦對大腦有益
※我們的大腦如何處理情緒
※理智大腦永遠鬥不過情緒化心
※思維導圖讓大腦更好地處理信息
※癢覺信息如何傳遞，大腦又如何指揮我們撓痒痒？| 前沿
※大腦如何從背景雜音中分辨談話聲
※大腦如何分清王珞丹和白百何？加州理工通過猴子找到認臉密碼
※大腦如何認臉？