Nature:快速、穩定和持久記憶形成的機制獲揭示

2024年3月20日,來自英國牛津大學Everton J. Agnes研究組在《自然-神經科學》雜志上發表了標題為“Co-dependent excitatory and inhibitory plasticity accounts for quick, stable and long-lasting memories in biological networks.”的研究進展成果,研究證明生物網絡中快速、穩定和持久的記憶是興奮和抑制可塑性共同作用的結果。

 

據了解,大腦的功能是通過突觸的可塑性產生和維持的。當突觸可塑性發生變化時,它們之間也會產生相互影響。這種"共同依賴"的性質很難通過實驗來揭示,因為這需要同時監測多個突觸。

 

共依賴突觸可塑性模型

共依賴突觸可塑性模型

 

為了幫助理解實驗觀察到的現象,研究人員設計了新的實驗可將不同連接類型之間的突觸共同依賴性形式化。由此產生的模型解釋了抑制性如何影響興奮可塑性,而鄰近的興奮-興奮相互作用如何決定長期潛能的強度。

 

此外,研究還展示了興奮性突觸抑制性突觸之間的相互作用,是如何影響各種突觸權重曲線的快速上升和長期穩定,例如協同作用突觸的方向調諧和樹突集群。在遞歸神經元網絡中,共依賴可塑性產生了豐富而穩定的類似運動皮質的動態,具有很高的輸入靈敏度。該研究結果表明,相鄰突觸相互作用在學習過程中扮演著重要角色,它將微觀層面的生理學與整個神經網絡現象聯系在一起。

 

文章來源:

Agnes, Everton J., Vogels, Tim P. et al,Co-dependent excitatory and inhibitory plasticity accounts for quick, stable and long-lasting memories in biological networks.DOI: 10.1038/s41593-024-01597-4,Nature Neuroscience:最新IF:28.771

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