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髓磷脂優(yōu)化大腦的信息處理

導(dǎo)讀 在對(duì)話中,我們可以輕松理解和區(qū)分各個(gè)單詞。在大腦中,語(yǔ)音的時(shí)間結(jié)構(gòu)及其快速連續(xù)的聲音和停頓及其特有的節(jié)奏是由電脈沖編碼的。哥廷根馬...

在對(duì)話中,我們可以輕松理解和區(qū)分各個(gè)單詞。在大腦中,語(yǔ)音的時(shí)間結(jié)構(gòu)及其快速連續(xù)的聲音和停頓及其特有的節(jié)奏是由電脈沖編碼的。哥廷根馬克斯普朗克實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)研究所和柏林夏里特醫(yī)學(xué)大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),神經(jīng)細(xì)胞只有與某些神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞合作才能處理聲信號(hào)的時(shí)間序列。

神經(jīng)細(xì)胞在軸突的幫助下傳輸電信號(hào)。大腦處理所需的速度和時(shí)間精度只能通過(guò)髓磷脂來(lái)實(shí)現(xiàn)——髓磷脂是由所謂的少突膠質(zhì)細(xì)胞形成的軸突的電絕緣體。一方面,這些神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增加了神經(jīng)傳導(dǎo)的速度。此外,少突膠質(zhì)細(xì)胞以乳酸(乳酸鹽)的形式為神經(jīng)細(xì)胞提供能量。

人們對(duì)髓磷脂在大腦皮層感覺(jué)知覺(jué)處理中的作用知之甚少。因此,研究人員對(duì)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行了研究,該系統(tǒng)專門負(fù)責(zé)連續(xù)傳輸信息,因此需要恒定的能量。為此,他們通過(guò)對(duì)產(chǎn)生不同量髓磷脂的轉(zhuǎn)基因小鼠進(jìn)行動(dòng)物研究,測(cè)量了專門負(fù)責(zé)聽(tīng)力的皮層的神經(jīng)元活動(dòng)。“我們的結(jié)果表明,髓鞘質(zhì)減少與重復(fù)聲刺激下神經(jīng)細(xì)胞活性降低有關(guān),”與馬克斯·普朗克實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)研究所的克勞斯-阿明·納夫共同指導(dǎo)這項(xiàng)研究的利維亞·德·霍茲 (Livia de Hoz) 說(shuō)。

研究人員還發(fā)現(xiàn),髓鞘質(zhì)較少或沒(méi)有的小鼠的神經(jīng)細(xì)胞不太能夠識(shí)別持久聲音中的短暫停頓。例如,對(duì)于人類來(lái)說(shuō),這種能力是語(yǔ)音識(shí)別的重要先決條件。

科學(xué)家們還通過(guò)學(xué)習(xí)和行為研究來(lái)補(bǔ)充電生理學(xué)實(shí)驗(yàn)。與神經(jīng)元活動(dòng)類似,研究表明轉(zhuǎn)基因小鼠無(wú)法感知長(zhǎng)音中嵌入的停頓。“因此,無(wú)論實(shí)際的神經(jīng)傳導(dǎo)速度如何,髓磷脂都很重要,這樣神經(jīng)細(xì)胞才能正確解碼聲刺激的時(shí)間序列,”Klaus-Armin Nave 解釋道。

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