早在生命率先阶段，细胞就还是自觉行径，铺设学习之路！Science揭秘｜在诞生之前，哺乳动物大脑中的脑细胞奈何变成精准神经回路

转自：生物谷

东谈主类的学习之旅始于大脑里面犬牙相制的细胞采集。举例，当第一次看到并识别狗狗的特征——四条腿、毛皮、尾巴，大脑中的神经元运转协同使命，反应编码这些特征的信号，这使得幼儿学会了辨别小狗。然则，在个体诞生前，致使在职何骨子教唆和感官输入开垦细胞回路构建之前，大脑就还是在悄然搭建其基础架构。那么，这一切是奈何启动的呢？

耶鲁大学的说合团队在最新说合中揭示了谜底：在教唆尚明天得及塑形大脑之前，脑细胞就已按照一套固有的划定运转组织成神经采集。这一划定与后期教唆驱动下的神经勾通变成谈判，即“一齐活跃的细胞会联结在一齐”。不外，这里的驱能源并非外部教唆，而是源自细胞里面的自觉行径。

关系说合遵循发表在2024年8月16日的Science期刊上，论文标题为“Hebbian instruction of axonal connectivity by endogenous correlated spontaneous activity”。

论文的共同通信作家、耶鲁大学医学院神经科学证明Michael Crair文书：“咱们的中枢问题在于大脑发育时分心经披露的变成机制，以及带领其布局的内在法规。”

本说合聚焦于小鼠的视网膜神经节细胞，这些细胞向大脑中的上丘区投射信号，与卑劣神经元成立关系。说合东谈主员监测了单个视网膜神经节细胞的活性变化、以过甚发育经由中的结构演变。此外，他们还对眼睛尚未睁开的泄露重生鼠的细胞行径进行了检测。先进显微技能与荧光卵白的结合欺诈，让跟踪细胞行径过甚形态更变成为可能。

以往说合已证实，即使在感官体验出现前，比如东谈主类胎儿期或幼鼠睁目下数天，神经元的自觉行径会相互关联，变成波动。在本项说合中，说合东谈主员不雅察到，当单个视网膜神经节细胞的行径与把握细胞的自觉波动高度一致时，该细胞的轴突——认真细胞间勾通的部分，会生发出新的分支；反之，若行径同步性低，则轴突分支将被修剪。

共同通信作家、耶鲁大学医学院神经科学助理证明Liang Liang指出：“当细胞同步放电时，它们之间的关系取得强化。轴突的新分支有助于视网膜神经节细胞与上丘中同步活跃的神经元成立更多勾通。”这一发现呼应了感情学家Donald Hebb在1949年提倡的“赫伯定律”——当一细胞反复激勉另一细胞放电，两者的关系就会增强。

赫伯轴突重塑

图片来自Science, 2024, doi:10.1126/science.adh7814

Crair强调：“赫伯定律在感情学规模被庸碌用于阐释大脑学习的基础，而咱们的说合在细胞层面考据了它相同适用于早期大脑发育。”通过侵略细胞与自觉波动间的同步性，说合团队进一步阐明了细胞分支变成的最好位置。近似自觉行径征象亦出当今脊髓、海马体和耳蜗等区域，尽管具体模式分离，但相似的限定可能主导着这些回路的细胞布线模样。

明天说合将探究这些轴突分支模式在小鼠睁眼后是否握续，以及新分支变成时卑劣神经元奈何反应。Liang暗示：“咱们将接续整合大脑发育与单细胞成像的专科常识，探索精准神经行径模式奈何引颈大脑回路的装置与优化，集中扫数发育阶段。”

参考良友：

Naoyuki Matsumoto et al. Hebbian instruction of axonal connectivity by endogenous correlated spontaneous activity. Science, 2024, doi:10.1126/science.adh7814.

（转自：生物谷）

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