2月18日樹突可以幫助神經(jīng)元執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算

在人腦中，神經(jīng)元對(duì)它們接收到的信息進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算。麻省理工學(xué)院的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)證明了樹突——從神經(jīng)元突出的類似分支的延伸——如何幫助執(zhí)行這些計(jì)算。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在單個(gè)神經(jīng)元中，不同類型的樹突接收來自大腦不同部分的輸入，并以不同的方式處理它。研究人員說，這些差異可能有助于神經(jīng)元整合各種輸入并產(chǎn)生適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。

在研究人員在本研究中檢查的神經(jīng)元中，這種樹突狀處理似乎有助于細(xì)胞接收視覺信息并將其與運(yùn)動(dòng)反饋相結(jié)合，形成一個(gè)參與導(dǎo)航和規(guī)劃運(yùn)動(dòng)的電路。

“我們的假設(shè)是，這些神經(jīng)元有能力在視覺環(huán)境中挑選出特定的特征和地標(biāo)，并將它們與跑步速度、我要去哪里以及何時(shí)開始的信息結(jié)合起來，朝著一個(gè)目標(biāo)位置，”腦與認(rèn)知科學(xué)副教授、麻省理工學(xué)院麥戈文腦研究所成員、該研究的資深作者馬克哈內(nèi)特說。

前 MIT 博士后 Mathieu Lafourcade 是該論文的主要作者，該論文今天發(fā)表在Neuron上。

復(fù)雜的計(jì)算

任何給定的神經(jīng)元都可以有幾十個(gè)樹突，它們接收來自其他神經(jīng)元的突觸輸入。神經(jīng)科學(xué)家假設(shè)這些樹突可以充當(dāng)隔間，在將結(jié)果發(fā)送到神經(jīng)元體之前對(duì)傳入的信息執(zhí)行自己的計(jì)算，神經(jīng)元體整合所有這些信號(hào)以產(chǎn)生輸出。

先前的研究表明，樹突可以使用稱為 NMDA 受體的特殊蛋白質(zhì)放大傳入的信號(hào)。這些是電壓敏感的神經(jīng)遞質(zhì)受體，依賴于稱為 AMPA 受體的其他受體的活性。當(dāng)一個(gè)樹突同時(shí)通過 AMPA 受體接收到許多傳入信號(hào)時(shí)，就會(huì)達(dá)到激活附近 NMDA 受體的閾值，從而產(chǎn)生額外的電流爆發(fā)。

Harnett 說，這種被稱為超線性的現(xiàn)象被認(rèn)為有助于神經(jīng)元區(qū)分在時(shí)間或空間上靠近或相距較遠(yuǎn)的輸入。

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