近日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心（神經科學研究所）、上海腦科學與類腦研究中心、神經科學國家重點實驗室蒲慕明研究組利用光遺傳技術同步激活小鼠不同皮層區(qū)域的神經元細胞群，發(fā)現(xiàn)大量神經元群被重復激活會造成局部和全腦皮層神經元興奮性增強的現(xiàn)象。這種增強效應需要大腦皮層同一區(qū)域或不同區(qū)域的大量神經元被共同激活，且還依賴于NMDA受體的活性。此外，皮層-丘腦-皮層環(huán)路也可能對這種增強效果做出貢獻。

大腦的一個基本特點是具有活動依賴的結構和功能可塑性。這種可塑性體現(xiàn)在重復出現(xiàn)的感覺刺激會使大腦產生適應性改變，從而使得大腦皮層神經元在以后出現(xiàn)同樣刺激時做出更有效的響應。該研究結果強調了神經元數(shù)量在共同激活誘導大腦神經元興奮性增強方面的重要性，表明一定數(shù)目皮層神經細胞的同步電活動可廣泛影響整個大腦皮層，可能為局部經顱磁刺激（TMS）和經顱電刺激（tDCS）有效影響整個大腦功能提供潛在作用機制。

相關成果以《同步激活大量神經元細胞群引起全腦皮層神經元興奮性增強》為題，發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上。研究得到國家自然科學基金委員會、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，得到的結果趨勢相同，即共同刺激之后，測試刺激誘導產生的神經元反應增強，其中小鼠大腦上的藍色方塊為檢測刺激光斑，下方放大的圓圈中為神經元與記錄電極示意圖，紅色為表達光激活通道ChR2的神經元，右側方框中顯示了檢測光斑引起的神經電活動在共刺激前（虛線）后（實線）的比較，灰色虛線為刺激起始時間，藍色橫線為刺激時長

來源： 腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心