人類大腦的功能是了不起的，它驅(qū)動著我們創(chuàng)造力和思想的各個方面。然而，人腦中負責這些認知功能的區(qū)域--新皮質(zhì)，其整體結(jié)構(gòu)與其他哺乳動物相似。來自昆士蘭大學(xué)（UQ）、母校醫(yī)院和布里斯班皇家婦女醫(yī)院的研究人員表明，我們的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能的變化可能是人類大腦處理能力增強的原因。
研究人員發(fā)現(xiàn)，人類大腦增強的處理能力可能源于我們神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能的差異。圖像來源：昆士蘭大腦研究所/斯蒂芬-威廉姆斯教授
他們最近在《細胞報告》雜志上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。
昆士蘭大學(xué)昆士蘭大腦研究所（QBI）的斯蒂芬-威廉姆斯教授解釋說，他的團隊研究了人類新皮層錐體神經(jīng)元嵌入其神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的電特性。
"為了研究人類神經(jīng)元，我們從人類新皮層的小塊組織中制備了活體組織片，這些組織片是從兩家醫(yī)院接受神經(jīng)外科手術(shù)以緩解難治性癲癇或切除腦腫瘤的病人身上收集的，"威廉姆斯教授說。
"我們通過對人類和嚙齒類動物的錐體神經(jīng)元的細胞體和細樹突進行錯綜復(fù)雜的同步電記錄來比較人類和嚙齒類動物的電特性。我們的研究顯示，人類和嚙齒動物的新皮層錐體神經(jīng)元具有共同的基本生物物理特性。例如，我們發(fā)現(xiàn)人類和嚙齒類新皮層錐體神經(jīng)元的樹突都會產(chǎn)生樹突鈉尖峰，這表明整合一個神經(jīng)元接收的成千上萬個輸入信號的機制是一致的。然而，我們發(fā)現(xiàn)人類新皮層錐體神經(jīng)元的計算功能得到了極大的加強"。
該研究的共同作者、QBI博士后Helen Gooch博士表示，研究小組發(fā)現(xiàn)人類新皮層錐體神經(jīng)元的樹狀結(jié)構(gòu)，也就是攜帶電信號的樹枝狀延伸部分比其他哺乳動物，如嚙齒類動物的樹狀結(jié)構(gòu)更大、更復(fù)雜。
Gooch博士說："人類樹突樹的這種闡述伴隨著在多個地點產(chǎn)生樹突尖峰，這些尖峰積極地在神經(jīng)元中擴散，以驅(qū)動每個神經(jīng)元的輸出信號。我們認為，這種分布式樹突信息處理的增強因此可能是提高我們大腦整體處理能力的一個因素"。
這種發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)化為更好地理解人類大腦的電活動在疾病中如何受到干擾鋪平了道路。
母校醫(yī)院神經(jīng)科醫(yī)生和共同作者Lisa Gillinder博士說："作為臨床研究人員，我們不僅對了解人類腦細胞的正常功能感到興奮，而且通過這一領(lǐng)域的未來研究，我們還旨在更好地了解像癲癇這樣的疾病所發(fā)生的功能變化，希望能改善治療。"
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