发布时间:2010-08-13 09:15 原文链接: 老鼠大脑中神经系统类似互联网结构

  美国一项新研究发现,老鼠大脑一小块区域中的神经系统类似互联网结构。这对大脑神经系统是个分等级结构的传统理论提出挑战。

新发现

  美国南加州大学神经系统科学家拉里·斯旺森和理查德·汤普森隔离起老鼠大脑中与愉悦和奖励相关的伏核区,在同一点同时注入两枚“示踪剂”,分别用于显示信号去向和来源。

  “示踪剂”跟随信号移动,但不会干扰信号移动,能发光,可在显微镜下观察到。

  他们发现,信号在一个个圈组成的网络中移动,这个网络“不是一个有上下之分的等级架构”。

  汤普森花费8年多时间发明和完善这次研究所用示踪方法。

  其他示踪方法大多只能在一个位置跟踪一个方向一个信号。

  “我们可以在同一个动物身上同时观察一个大脑回路中的4个连接,”斯旺森说。

  学术界假设过大脑中神经系统类似互联网结构,但先前没有实验证实过这种假设。

  研究报告由《国家科学院院刊》(PNAS)发表。

旧理论

  研究人员先前认为,大脑中的神经系统好像一个大企业,可以绘成一个从中枢部门分叉到下面一个个小部门的直线联系图。

  英国广播公司(BBC)8月11日援引斯旺森的话报道:“‘从上到下理论’在已有实验神经科学文献中占有惊人的统治地位,这一理论可上溯至19世纪。”

  斯旺森说,大脑中互联网式结构的存在可以解释大脑能克服局部损伤的现象,“你可以拿掉互联网任何一个单独部分,但网络其他部分照常工作”,神经系统同样,没法说某一部分绝对不可或缺。

下一步

  斯旺森说,眼下至少在老鼠大脑伏核发现不同以往认为的神经系统结构,今后可以用这次研究中使用的示踪法观察其他部位,最终绘出整个大脑神经网络图。

  斯旺森说,绘制整个大脑神经网络图是个无比复杂的工作,目前不能肯定这个图对解答意识和认知方面难题会产生何种影响。

  “不过,好比人类基因组项目。人们相信找出人类脱氧核糖核酸(DNA)完整序列是研究生物学的一块基石,无论花费多长时间都要完成这项工作,”斯旺森说。

相关文章

大小脑关键神经受体结构首次揭示

由美国俄勒冈健康与科学大学主导的研究团队,在探索脑微观世界的道路上迈出重要一步:他们利用冷冻电子显微镜,首次揭示了大脑与小脑区域关键神经受体的结构和形态。这项研究发表在最新一期《自然》上,为理解运动控......

我国科研团队发现外周神经系统存在新型“免疫哨兵”

记者7日从中国科学院深圳先进技术研究院了解到,该院研究员李汉杰团队在人体外周神经系统内发现了小胶质细胞,刷新了过去科学界认为这种“免疫哨兵”只存在于大脑和脊髓的观点,为进一步研究外周神经系统发育及相关......

国家医保局为脑机接口医疗服务价格单独立项

今天,国家医保局发布《神经系统医疗服务价格项目立项指南》,其中专门为脑机接口新技术单独立项,设立了侵入式脑机接口植入费、取出费,非侵入式脑机接口适配费等价格项目,这意味着,一旦脑机接口技术成熟,快速进......

Science|研究人员解开了儿童神经系统症状的医学谜团

大多数人在感到不适时去看医生是为了寻求诊断和治疗方案。但对于大约3000万患有罕见疾病的美国人来说,他们的症状与众所周知的疾病模式不符,这让他们的家庭进行了长达数年甚至一生的诊断旅程。但一个由圣路易斯......

英国测试装配“神经系统”的无人机

据物理学家组织网11月1日报道,英国南安普顿大学研究人员正在测试一种装配了“神经系统”的无人机。这一系统由光纤构成,就像人体内的神经系统一样,能够持续监测无人机结构的健康状况,从而提升其运行效率,并减......

能完全响应人体神经系统,神经义肢接口让患者恢复“仿生行走”

新突破成功恢复了“仿生行走”。图片来源:《自然·医学》《自然·医学》1日发表的一篇论文,报道了神经义肢接口的最新突破,其能让仿生腿完全响应人体神经系统,在临床试验中,改善了截肢人士的行走控制,让他们恢......

全球首个丨治疗脑胶质瘤的小分子靶向药物获批上市

近日,国家药品监督管理局正式批准伯瑞替尼脑胶质瘤的适应症,这是全球首个批准上市的用于治疗脑胶质瘤的小分子靶向药物。该药物由中国工程院院士、北京市神经外科研究所所长、北京天坛医院神经外科学中心主任江涛带......

年纪轻轻双目失明,竟是这个原因造成的,大人小孩都要注意了!

近日,35岁小伙小闻(化名)上班时突然什么都看不到,被同事们搀扶到医院就诊,医生发现小闻双眼糖尿病性视网膜病变,导致双眼失明。小闻的右眼已完全失明,左眼还能通过手术恢复视力,而造成小闻失明的病因就是糖......

我国科学家发现脓毒症引起认知障碍的新机制

脓毒症脑病是指非中枢神经系统感染的脓毒症引起的弥漫性脑功能障碍,是脓毒症最严重的并发症之一,特征表现为认知功能和意识状态的改变,包括注意力下降、昏睡、谵妄和情绪异常等。既往研究发现,单胺类神经递质紊乱......

孕期高脂饮食或对雄性后代神经系统影响更强

施普林格·自然旗下专业学术期刊《自然-代谢》最新发表一篇论文称,研究人员基于对小鼠和人类组织开展的研究发现,孕期高脂饮食可能会通过破坏胎盘和胎儿大脑之间的通讯,提高后代特别是雄性后代对神经系统疾病的易......