单个皮层神经元朝表一个进修的复杂对象的整体,而不是部门。
在曩昔的一个世纪中,神经科学家发现了与年夜脑认知功能相干的各类功能种别的神经元。这些细胞包罗标的目的选择性细胞、位置细胞、网格细胞和惊骇记忆印迹细胞。
这些特定功能种别的神经元被以为是年夜脑认知图谱的基石。近日,中国科学院姑苏生物医学工程手艺研究所的科学家与国表里合作者一路,展现了“整体爆裂”细胞的发现,这是一种新型功能类皮层神经元,可以将进修的复杂物体暗示为整体而不是部门。
一个由跨学科研究职员构成的同盟操纵尖端手艺进行了一系列极具挑战性的尝试,包罗连系神经元群的双光子 Ca2+成像和行动小鼠中单个神经元的疏松斑块记实。研究职员发现,在接管过听觉联系关系练习的小鼠中,听觉皮层 2/3 层中存在一个特别的神经元子集,每一个神经元都靠得住地表示出一种怪异的高速度、长时候爆发放电反映模式(瞬时放电率)。每次实验中练习的声音的频率约为 100 Hz,发射延续时候 100—250 ms。
比拟之下,未经练习的动物的听觉皮层几近不存在具有如斯强烈和靠得住的突发放电反映的神经元,此中典型的神经元反映是不成靠的单线放电。一组慢性成像尝试表白,爆发反映特征是因为联想练习而呈现的,但仅产生在听觉皮层神经元的稀少子集(~5%)中。
出格有趣的是,研究职员发现可以用分歧的和弦练习小鼠,每一个和弦由多个纯音构成。行动反映显示出“整体”特点,即,小鼠仅对受过练习的和弦表示出靠得住的行动反映,但对任何构成的纯音不表示出靠得住的行动反映,即便所有声音都以几近不异的音量播放。
在用和弦练习的动物中,发现了一类特别的神经元,称为整体爆发(HB)细胞,每一个细胞都靠得住地仅对受练习的和弦表示出爆发反映,但对其他和弦或单个构成调子不表示出爆发反映。尝试精度足以表白,对这些 HB细胞,对首选和弦的响应强度较着年夜于对组成和弦的四个调子的个别响应强度的总和。