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我们应该如何注意自己机敏的神经元

可能很容易建立联系。您正在演讲或开会,狂热地做笔记并从事这个话题。您会警觉并意识到正在讨论的内容,因此希望尽可能多地吸收。然后,您的想法突然间消失了。您不再听见正在说的话或看到正在显示的话。您变得昏昏欲睡,眼睑开始下垂,并且您的大脑关闭。

尽管许多人都熟悉这种情况,但我们的大脑为什么这样做的原因尚未得到适当的理解。这主要是因为许多不同的大脑结构调节着我们的注意力范围,其中之一在第6层-皮质中最深的一层。皮质或大脑皮质是人类和其他哺乳动物大脑的最外层部分。它由功能专用且高度互连的感觉,运动和关联区域组成。抽象思维,外部世界的内部模型以及有意识的感知都源自大脑的这一部分。

博士解释说:“我们知道皮质的第6层以行为相关的方式调节了我们与外界的联系。这涉及到为什么我们在某些情况下会完全意识到,以及为什么我们昏昏欲睡时注意力突然消失,” Sigita Augustinaite,来自冲绳科技大学研究生院(OIST)的光学神经影像学部门。“但这是大脑很难研究的领域。”

对于这项发表在《当代生物学》上的研究,奥古斯汀博士与负责该部门的Bernd Kuhn教授一起工作。他们使用了强大的显微镜技术-双光子成像-检查小鼠视觉皮层6的神经元活性。这是第一次对第6层神经元进行清醒和行为研究。

神经元是专门的细胞,可以将信息传递到身体周围的其他神经细胞和肌肉。它们在大脑内形成网络,并通过电化学信号相互通信。鉴于它们的重要性,了解更多有关其活动的信息对于理解我们的大脑如何工作至关重要。

在每个实验中,将鼠标放置在固定但舒适的位置,并定期显示不同种类的视觉刺激。它具有奔跑,坐着,修饰自己甚至睡觉的自由,而从脑深处以细胞分辨率采集数小时的录音的所有时间。为了确定其机敏性,研究人员还记录了小鼠大脑中的电活动或脑电图,以及其运行速度和瞳孔大小。其结果是,当鼠标处于不同的行为状态时,可以立即观察数百个单个神经元对不同的感觉条件做出反应的活动。

研究人员发现了三个不同的神经元群体,它们对视觉刺激的反应不同。大约三分之一的神经元被归类为视觉刺激激活(VSA)神经元。当没有视觉刺激时,它们是不活跃的,但是当鼠标显示出刺激时,它们就会被激活。其他神经元有相反的反应。它们在没有视觉刺激的情况下自发活动,但是一旦显示刺激,活动就消失了。这些被归类为视觉刺激抑制(VSS)神经元。

也有一群安静的神经元。这些是神经元,在此实验中未显示任何活动。但是,正如Augustinaite博士所解释的那样,它们可能只是没有表现出任何活动,因为没有提供正确的刺激来激活它们。“有可能如果显示正确的刺激,那么这些所谓的安静神经元将开始充当VSA神经元。”

当鼠标最警觉时,大多数VSA和VSS神经元最活跃,随着鼠标的睡眠,它们的活性逐渐降低。然而,情况并非总是如此。在低警觉状态下-小鼠昏昏欲睡或入睡时,某些神经元,特别是VSS人群中的神经元最活跃。有趣的是,虽然许多神经元并未区分运动状态和静止状态,但其他神经元却能。一些神经元仅在运动期间活跃,而其他神经元仅在静止时期活跃。实际上,如果这项研究显示出一件事,那就是没有常数。相反,第6层中的神经元是多样且动态的。