2017年10月25日

脑细胞导航系统解码

人体大脑含有约100亿神经元。它们之间的信息通过复杂的神经纤维网络传输。根据遗传蓝图在出生前发生大部分网络的硬化，即没有外部影响角色。Karlsruhe理工学院（套件）的研究人员现在已经了解了导航系统在增长过程中引导轴突的更多信息。这是报道的el杂志。

总长度神经光纤网络脑约500,000公里，超过地球和月亮之间的距离。神经纤维的生长由导航系统控制，以防止不正确的硬潜航。但是神经纤维在增长期间，神经纤维究竟如何找到目标区域？“这与道路交通中的自主驾驶相似，”动物学研究所的细胞和神经生物学师弗朗卡·沃思说。车辆彼此交换信息，并在路边的信号发射器到达目的地。在神经纤维的情况下，其端部的传感器分子用作天线。与它们一起，它们以沿途径的蛋白质形式接收引导信号，在目标区域和交叉路径的其他纤维上。抵达目标，轴突与其他神经元，突触形成互连。

Weth说，这种硬连线的一个例子是视网膜和大脑之间的连接。近100万神经纤维通过视觉神经到达视觉区域。遗传预编程的“神经硬挤出”使得像素再现类似于投影的像素，因此，使新生儿能够看到和处理图像。这种重要的能力由我们物种的演变开发，并且不必通过自己的经验获得。“只有少数人的大脑突触都是通过学习而艰巨的，”哈奇指出。

令人惊讶的是，在旅行期间，轴突对其蛋白质导航系统的输入信号的敏感性降低。“仍然，必须准确地读取轴突以找到目标的信息，”沃赫和他的同事想知道。解决方案：“对于引导它们的所有类型的信号，轴突确实是脱敏的，但是他们惊奇地保持了彼此的信号强度的比率，”Weth说。最后，目标的特征在于几个信号的一定比率而不是单个信号的强度。由于这种精致的敏感性耦合，轴突导航系统管理可靠性和信号变异之间的冲突。这种类型的耦合信号调节在生物学中非常不寻常。“虽然你很快就停止注意到你对面的人的香水的气味，但这并不意味着你不再闻到你此刻喝的咖啡。但这就是大脑中发生的事情。”

研究人员尚未知道为什么导航轴突的偏离相反的是天真的预期，即强烈的信号肯定会引导它们目标。“我们认为它是一种节省能源的策略，因为信号传输需要能量，”Weth说。实际上，自然正在努力紊乱。“建立命令消耗能量。这是我们所知道的。生物学中没有比我们的大脑的硬化更新。只有当大自然最大限度地减少硬潜力的支出时，它可以实现装备备份的最高性能用这个'认知电脑'。“