根據(jù)賓夕法尼亞州立大學和美國國立衛(wèi)生研究院的研究，當老鼠休息時，單個神經元會以數(shù)秒的時間協(xié)調級聯(lián)放電，觸發(fā)整個大腦的活動。以前，這被認為是一個相對隨機的過程——單個神經元在沒有外部刺激的情況下在隨機時間自發(fā)放電。
第一作者、美國國家科學院院刊助理教授劉曉表示，這一發(fā)現(xiàn)于 11 月 18 日發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上，是在嚙齒動物身上進行的，但可能對更好地理解人類的神經活動有影響——尤其是在闡明認知能力下降方面。生物醫(yī)學工程和教師在計算和數(shù)據(jù)科學研究所共同雇用。
在休息期間，大腦似乎會自我恢復：海馬體鞏固記憶，而腦脊液則流經神經組織，使頭腦清醒。然而，明顯的整理和清潔的機制還不是很清楚。
“在靜息狀態(tài)下，單個神經元以高度有組織的方式激發(fā)，作為幾秒鐘的級聯(lián)事件，”劉說。“這不是隨機噪音。我們原以為在靜息狀態(tài)下會發(fā)現(xiàn)有組織的神經元在放電，但我們沒想到會有如此多的神經元參與的高度組織化的活動模式。”
研究人員分析了艾倫研究所收集的公共數(shù)據(jù)集。艾倫研究所的科學家們記錄了靜止和活躍嚙齒動物中數(shù)百個神經元的神經元“尖峰”——通過大腦傳遞信息的電脈沖。他們還測量了瞳孔變化和身體運動?？傮w而言，賓夕法尼亞州立大學的研究人員將他們的分析集中在來自 14 只嚙齒動物的 44 個不同大腦區(qū)域的約 10,000 個神經元的個體動力學上。
在休息期間對嚙齒動物進行分析，當它們的身體靜止時;然而，據(jù)研究人員稱，尚不清楚這些動物是在睡覺還是只是在休息，因為它們是睜著眼睛睡覺的。
劉和他的團隊分析了低頻固定時間間隔內自發(fā)性尖峰活動的頻率。他們觀察到，70% 的記錄神經元，無論大腦區(qū)域或起源如何，都參與了持續(xù) 5 到 10 秒的重復性、有序的全球大腦活動級聯(lián)。級聯(lián)的典型特征是從一組在休息時更活躍的神經元到另一組在主動運動期間表現(xiàn)出更強烈尖峰的連續(xù)激活。
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