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大脑神经也会“板块漂移”?研究发现视觉皮层的神经元会随着时间“漂移”

前瞻网    2021-08-30 19:00

 

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华盛顿大学圣路易斯分校的一项新研究揭示,视觉皮层——即大脑中处理视觉刺激的部分——的神经元对同一刺激的反应会随着时间的推移而改变。

尽管其他的研究已经证明了大脑中与气味和空间记忆相关的神经元会“代表性漂移”,但由于初级视觉皮层的神经活动被认为是相对稳定的,这个结果还是让人大吃一惊。

这项研究由艺术与科学物理学教授、Ralf Wessel实验室的博士研究生 Ji Xia带领,发表在8月27日的《自然通讯》上。

“我们知道大脑是一个灵活的结构,即使是成年人,在我们学习或获得经验时,大脑中的神经活动会随着时间而变,”Xia说,“让人出乎意料的是,即使没有学习或经验发生改变,大脑不同区域的神经活动仍然会随着时间的推移而变化。”

Wessel小组的研究人员研究了大脑中感官信息的处理方式。他们使用了新颖的数据分析来解决大脑视觉皮层神经回路的动力学和计算问题。

来自加州大学圣巴巴拉分校神经科学研究所的共同高级作者Michael J. Goard给老鼠循环播放了一个电影短片。老鼠观看这部电影时,研究人员利用双光子钙成像技术同时记录了初级视觉皮层中数百个神经元的活动。

科学家们每周重复播放了同一段30秒的电影片段,时间长达7周,记录同一只老鼠的相同神经元的活动。

然后,华盛顿大学的物理学家分析了这只老鼠的数据,并使用新的计算方法来分析神经元数量活动随时间的变化。

研究人员发现,单神经元对自然电影的反应在几周内都不稳定。换句话说,当老鼠在每个星期里,单个神经元对视觉刺激的反应都是不一样的。

在过去的10年里,神经科学家们记录了越来越多地类似的例子,用来证明大脑不同区域的神经活动中存在这种“代表性漂移”。

“但即使这些研究已经发表了,还有许多科学家还没准备开始处理大脑其他区域的漂移”,Xia说。

“人们仍然不认为这种漂移来自初级视觉皮层,”Xia说。“人们普遍认为,这些初级感觉皮层应该是非常稳定的,它们应该诚实地表示出来自感官刺激的信息。”

前瞻经济学人APP资讯组

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