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保持大腦平衡

2021-11-29 15:38

隨著新學年的到來,我們都認識到讓學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,細胞必須保持活躍——但必須以有序的方式——來執行許多重要任務。

格拉斯通研究所官網10月19日消息

如果太多的興奮細胞(這個比喻中的學生)同時開始興奮,過度興奮可能會擴散到整個神經網絡(教室),導致癲癇活動。因此,抑制細胞(教師)抑制興奮以維持大腦的平衡。

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

近日發表在《細胞報導》(Cell Reports)雜志上的這項新研究的資深作者、格拉斯通研究所神經疾病研究所所長、醫學博士 Lennart Mucke 說:“癲癇可能與許多大腦疾病有關,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,但我們對其潛在機制感到困惑。我們最近的發現揭示了tau蛋白的減少是如何影響不同類型的腦細胞的,這些腦細胞參與了不正常的網絡活動。”

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

保持興奮細胞和抑制細胞活動之間的平衡至關重要,這樣大腦才能處理信息,適當地控制運動,并以真實的方式感知事物,而不是以扭曲的方式。

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

Mucke 和他的團隊發現,降低tau蛋白水平對興奮性和抑制性細胞都有影響,但方式不同。他們發現,缺乏tau蛋白的興奮性神經元不太容易激發,而缺乏tau蛋白的抑制性神經元更容易激發。

格拉斯通研究所神經疾病研究所所長 Lennart Mucke

總之,這些影響降低了大腦網絡中的興奮-抑制比率,抵消了導致該比率異常增加的疾病。回到課堂上的例子,減少tau蛋白對神經的影響相當于讓學生變得不那么粗暴,讓老師更有效地監督他們。

就像在教室里保持平靜有助于學習一樣,減少tau蛋白對大腦網絡的鎮定作用可能會提高大腦執行其功能的能力,尤其是當平靜被疾病擾亂時。在這項新研究中獲得的見解可以幫助指導新療法的發展,將tau蛋白作為一種減少一系列神經和精神疾病中異常大腦活動的方法。

參考文獻

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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