Ученые показали, что существует постоянное соотношение между общим количеством стимуляций, которые нервные клетки получают от сотен или тысяч возбуждающих нейронов, и общим числом стоп сигналов, которые передаются таким же количеством тормозных нейронов. Это постоянное отношение называется соотношение E/ I.
«Нейроны в нашем мозге управляются «одновременным нажатием тормоза и газа». Это означает, что нет стимула, который активировал бы только возбуждающие нейроны или только блокирующие, потому что возбуждение и торможение всегда связаны между собой. Это странно, но очень разумно. Это позволяет мозгу очень тонко управлять нашими реакциями на внешние раздражители», – считает соавтор исследования, Massimo Scanziani.
В экспериментах ученые также показали, как мозг поддерживает постоянное соотношение E / I с помощью нейронов: регулировка осуществляется ингибирующими нейронами через соответствующее усиление или ослабление ингибирующих синапсов.
«Наше исследование показывает, что тормозящие нейроны являются мастерами регулирования. Они связываются с тысячами нервных клеток и убеждаются, что тормозные синапсы каждого из этих нейронов получают определенное количество возбуждающих стимулов», – поясняет Scanziani.
С точки зрения клинического применения, ученые предполагают, что неврологические заболевания, такие как аутизм, эпилепсия и шизофрения могут развиться вследствие нарушения оптимального соотношения E/I.
«Нарушение баланса E/I полностью изменит ваше восприятие мира. Вы будете в меньшей степени способны адаптироваться к внешним изменениям. Дисбаланс E/I также может быть легко заметен при социальных взаимодействиях», – считает Scanziani.
Ученые также предположили, что некоторые нейродегенеративные болезни, такие как болезнь Паркинсона или болезнь Хантингтона могут быть связаны с изменением баланса в соотношении E / I.
«Теперь, когда мы знаем, как баланс E/I поддерживается в здоровом головном мозге, мы можем лучше понять, как развиваются нейродегенеративные заболевания», – заключает специалист в области нейробиологии и автор исследования, Minghan Xue.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Xue, Mingshan; Atallah, Bassam V.; Scanziani, Massimo Equalizing excitation-inhibition ratios across visual cortical neurons // Nature Publishing Group, a division of Macmillan Publishers Limited (2014)
