随着新学年的到来,我们都认识到让学生充满活力的重要性。然而,我们也知道,过度刺激的孩子可能会对教室造成严重破坏,让老师试图重新控制他们的群体。这种情况在大脑中非常相似,细胞必须保持活跃——但必须以有序的方式——来执行许多重要任务。

格拉斯通研究所官网10月19日消息

如果太多的兴奋细胞(这个比喻中的学生)同时开始兴奋,过度兴奋可能会扩散到整个神经网络(教室),导致癫痫活动。因此,抑制细胞(教师)抑制兴奋以维持大脑的平衡。

现在,格拉斯通研究所(Gladstone Institutes)的研究人员发现,tau蛋白的水平降低,会改变兴奋性和抑制性细胞,使大脑更难因过度兴奋而爆发。tau蛋白在阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病中的作用众所周知。

近日发表在《细胞报导》(Cell Reports)杂志上的这项新研究的资深作者、格拉斯通研究所神经疾病研究所所长、医学博士 Lennart Mucke 说:“癫痫可能与许多大脑疾病有关,包括阿尔茨海默病和自闭症。我们之前在小鼠模型中表明,降低tau蛋白水平可以使大脑对各种原因的癫痫更有抵抗力,但我们对其潜在机制感到困惑。我们最近的发现揭示了tau蛋白的减少是如何影响不同类型的脑细胞的,这些脑细胞参与了不正常的网络活动。”

研究于2021年10月19日发表在《Cell Reports》(最新影响因子:9．423)杂志上

保持兴奋细胞和抑制细胞活动之间的平衡至关重要,这样大脑才能处理信息,适当地控制运动,并以真实的方式感知事物,而不是以扭曲的方式。

“我们感兴趣的这些疾病有一个共同点,那就是它们会导致大脑中的兴奋抑制失衡,”Mucke 说,他也是 Joseph B． Martin 杰出神经科学教授和加州大学旧金山分校(UC San Francisco)的神经病学教授。

Mucke 和他的团队发现,降低tau蛋白水平对兴奋性和抑制性细胞都有影响,但方式不同。他们发现,缺乏tau蛋白的兴奋性神经元不太容易激发,而缺乏tau蛋白的抑制性神经元更容易激发。

格拉斯通研究所神经疾病研究所所长 Lennart Mucke

总之,这些影响降低了大脑网络中的兴奋-抑制比率,抵消了导致该比率异常增加的疾病。回到课堂上的例子,减少tau蛋白对神经的影响相当于让学生变得不那么粗暴,让老师更有效地监督他们。

就像在教室里保持平静有助于学习一样,减少tau蛋白对大脑网络的镇定作用可能会提高大脑执行其功能的能力,尤其是当平静被疾病扰乱时。在这项新研究中获得的见解可以帮助指导新疗法的发展,将tau蛋白作为一种减少一系列神经和精神疾病中异常大脑活动的方法。

参考文献

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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