研究人員發(fā)現(xiàn)了負(fù)責(zé)大腦不同區(qū)域之間信息傳遞的機(jī)制

在 20 世紀(jì)初，科學(xué)家們開始使用附著在頭皮上的電極記錄大腦活動。令他們驚訝的是，他們發(fā)現(xiàn)大腦活動的特征是緩慢和快速的上升和下降信號，這些信號隨后被稱為“腦電波”。

從那時(shí)起，在腦電波參與處理和在大腦不同區(qū)域之間傳輸信息的背景下，人們對腦電波進(jìn)行了深入研究。在健康的大腦中，在記憶和學(xué)習(xí)等廣泛認(rèn)知活動的背景下觀察到波強(qiáng)度的變化。此外，許多研究表明，波強(qiáng)度和頻率的變化表明癲癇、自閉癥或神經(jīng)退行性疾病，如帕金森氏癥和阿爾茨海默氏癥。例如，阿爾茨海默病的特征是某一頻率的波強(qiáng)度急劇下降，而癲癇的特征是不同頻率的波強(qiáng)度非常急劇和異常增加。

目前已知，腦電波表示數(shù)以萬計(jì)的神經(jīng)細(xì)胞(神經(jīng)元)同步活動，因此正常的波強(qiáng)度增加表示不同組神經(jīng)元同步活動以傳遞信息。但是這些波為什么以及如何有助于大腦中信息的正確傳輸?

博士生 Tal Dalal 在以色列巴伊蘭大學(xué) Gonda (Goldschmied) 多學(xué)科腦研究中心的 Rafi Haddad 教授實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的一項(xiàng)新研究重點(diǎn)關(guān)注了這個(gè)關(guān)鍵問題。在這項(xiàng)發(fā)表在Cell Reports上的研究中，研究人員改變了大腦中傳遞信息的區(qū)域的同步水平。然后他們檢查了這如何影響信息的傳遞，以及接收信息的大腦區(qū)域如何理解它。

該研究的重點(diǎn)是作為嗅覺系統(tǒng)或嗅覺一部分的大腦區(qū)域，其特點(diǎn)是腦電波強(qiáng)度高。該區(qū)域中的一種特定類型的神經(jīng)元負(fù)責(zé)創(chuàng)建同步的腦電波活動。為了增加或減少同步，研究人員使用了光遺傳學(xué)，這種方法可以像開關(guān)一樣通過在大腦上投射閃光來打開和關(guān)閉神經(jīng)活動。以這種方式，同步神經(jīng)元的活動可以打開或關(guān)閉，以檢查一個(gè)區(qū)域中許多神經(jīng)元的同步活動的變化如何影響信息到下一個(gè)區(qū)域的傳輸，下一個(gè)區(qū)域讀取信息。

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