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隨著新學(xué)年的到來,我們都認(rèn)識到讓學(xué)生充滿活力的重要性。然而,我們也知道,過度刺激的孩子可能會對教室造成嚴(yán)重破壞,讓老師試圖重新控制他們的群體。這種情況在大腦中非常相似,細(xì)胞必須保持活躍——但必須以有序的方式——來執(zhí)行許多重要任務(wù)。

格拉斯通研究所官網(wǎng)10月19日消息

如果太多的興奮細(xì)胞(這個(gè)比喻中的學(xué)生)同時(shí)開始興奮,過度興奮可能會擴(kuò)散到整個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(教室),導(dǎo)致癲癇活動。因此,抑制細(xì)胞(教師)抑制興奮以維持大腦的平衡。

現(xiàn)在,格拉斯通研究所(Gladstone Institutes)的研究人員發(fā)現(xiàn),tau蛋白的水平降低,會改變興奮性和抑制性細(xì)胞,使大腦更難因過度興奮而爆發(fā)。tau蛋白在阿爾茨海默病和其他神經(jīng)退行性疾病中的作用眾所周知。

近日發(fā)表在《細(xì)胞報(bào)導(dǎo)》(Cell Reports)雜志上的這項(xiàng)新研究的資深作者、格拉斯通研究所神經(jīng)疾病研究所所長、醫(yī)學(xué)博士 Lennart Mucke 說:“癲癇可能與許多大腦疾病有關(guān),包括阿爾茨海默病和自閉癥。我們之前在小鼠模型中表明,降低tau蛋白水平可以使大腦對各種原因的癲癇更有抵抗力,但我們對其潛在機(jī)制感到困惑。我們最近的發(fā)現(xiàn)揭示了tau蛋白的減少是如何影響不同類型的腦細(xì)胞的,這些腦細(xì)胞參與了不正常的網(wǎng)絡(luò)活動�！�

研究于2021年10月19日發(fā)表在《Cell Reports》(最新影響因子:9．423)雜志上

保持興奮細(xì)胞和抑制細(xì)胞活動之間的平衡至關(guān)重要,這樣大腦才能處理信息,適當(dāng)?shù)乜刂七\(yùn)動,并以真實(shí)的方式感知事物,而不是以扭曲的方式。

“我們感興趣的這些疾病有一個(gè)共同點(diǎn),那就是它們會導(dǎo)致大腦中的興奮抑制失衡,”Mucke 說,他也是 Joseph B． Martin 杰出神經(jīng)科學(xué)教授和加州大學(xué)舊金山分校(UC San Francisco)的神經(jīng)病學(xué)教授。

Mucke 和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),降低tau蛋白水平對興奮性和抑制性細(xì)胞都有影響,但方式不同。他們發(fā)現(xiàn),缺乏tau蛋白的興奮性神經(jīng)元不太容易激發(fā),而缺乏tau蛋白的抑制性神經(jīng)元更容易激發(fā)。

格拉斯通研究所神經(jīng)疾病研究所所長 Lennart Mucke

總之,這些影響降低了大腦網(wǎng)絡(luò)中的興奮-抑制比率,抵消了導(dǎo)致該比率異常增加的疾病。回到課堂上的例子,減少tau蛋白對神經(jīng)的影響相當(dāng)于讓學(xué)生變得不那么粗暴,讓老師更有效地監(jiān)督他們。

就像在教室里保持平靜有助于學(xué)習(xí)一樣,減少tau蛋白對大腦網(wǎng)絡(luò)的鎮(zhèn)定作用可能會提高大腦執(zhí)行其功能的能力,尤其是當(dāng)平靜被疾病擾亂時(shí)。在這項(xiàng)新研究中獲得的見解可以幫助指導(dǎo)新療法的發(fā)展,將tau蛋白作為一種減少一系列神經(jīng)和精神疾病中異常大腦活動的方法。

參考文獻(xiàn)

Source:Gladstone Institutes

Maintaining balance in the brain

Reference:

Che-Wei Chang, Mark D． Evans, Xinxing Yu, Gui-Qiu Yu, Lennart Mucke． Tau reduction affects excitatory and inhibitory neurons differently, reduces excitation/inhibition ratios, and counteracts network hypersynchrony． Cell Reports, 2021; 37 (3): 109855 DOI: 10．1016/j．celrep．2021．109855

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