近日，中國科學院腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學研究所）、上海腦科學與類腦研究中心、神經(jīng)科學國家重點實驗室蒲慕明研究組利用光遺傳技術(shù)同步激活小鼠不同皮層區(qū)域的神經(jīng)元細胞群，發(fā)現(xiàn)大量神經(jīng)元群被重復激活會造成局部和全腦皮層神經(jīng)元興奮性增強的現(xiàn)象。這種增強效應需要大腦皮層同一區(qū)域或不同區(qū)域的大量神經(jīng)元被共同激活，且還依賴于NMDA受體的活性。此外，皮層-丘腦-皮層環(huán)路也可能對這種增強效果做出貢獻。
　　大腦的一個基本特點是具有活動依賴的結(jié)構(gòu)和功能可塑性。這種可塑性體現(xiàn)在重復出現(xiàn)的感覺刺激會使大腦產(chǎn)生適應性改變，從而使得大腦皮層神經(jīng)元在以后出現(xiàn)同樣刺激時做出更有效的響應。該研究結(jié)果強調(diào)了神經(jīng)元數(shù)量在共同激活誘導大腦神經(jīng)元興奮性增強方面的重要性，表明一定數(shù)目皮層神經(jīng)細胞的同步電活動可廣泛影響整個大腦皮層，可能為局部經(jīng)顱磁刺激（TMS）和經(jīng)顱電刺激（tDCS）有效影響整個大腦功能提供潛在作用機制。
　　相關(guān)成果以《同步激活大量神經(jīng)元細胞群引起全腦皮層神經(jīng)元興奮性增強》為題，發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上。研究得到國家自然科學基金委員會、中科院和上海市的資助。
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　　左：在小鼠大腦皮層表面給予的4種不同空間分布的激光共刺激，其中藍色方塊表示激光刺激光斑，4種共激活刺激使用的光斑總面積相同。右：4種不同的激光共刺激后，得到的結(jié)果趨勢相同，即共同刺激之后，測試刺激誘導產(chǎn)生的神經(jīng)元反應增強，其中小鼠大腦上的藍色方塊為檢測刺激光斑，下方放大的圓圈中為神經(jīng)元與記錄電極示意圖，紅色為表達光激活通道ChR2的神經(jīng)元，右側(cè)方框中顯示了檢測光斑引起的神經(jīng)電活動在共刺激前（虛線）后（實線）的比較，灰色虛線為刺激起始時間，藍色橫線為刺激時長