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研究发现灵长类神经元在视觉皮层中的突触少于小鼠

导读灵长类动物通常被认为比老鼠更聪明。但令人惊讶的是,芝加哥大学和阿贡国家实验室的神经科学研究人员发现,老鼠实际上有更多的突触连接大脑

灵长类动物通常被认为比老鼠更聪明。但令人惊讶的是,芝加哥大学和阿贡国家实验室的神经科学研究人员发现,老鼠实际上有更多的突触连接大脑中的神经元。

在一项在突触水平上比较猕猴和小鼠大脑的研究中,研究人员发现,在初级视觉皮层 2/3 层的兴奋性和抑制性神经元中,灵长类动物的每个神经元的突触数量远少于啮齿类动物。使用人工循环神经网络建模,该团队能够进一步确定构建和维持突触的代谢成本可能会导致更大的神经网络变得更稀疏,如在灵长类动物与小鼠神经元中所见。结果于 9 月 14 日发表在Cell Reports 上。

该研究团队由芝加哥大学的David Freedman博士和阿贡国家实验室的Narayanan “Bobby” Kasthuri博士实验室的科学家组成,利用电子显微镜的最新进展以及现有的公开数据集,比较两个物种的连通性。他们选择同时检查兴奋性和抑制性突触,因为之前的大多数研究都只关注兴奋性突触。专注于成人初级视觉皮层中的第 2/3 层神经元可以更容易地进行跨物种比较,因为这些神经元具有不同的形态,在灵长类动物和小鼠中都相似。

在重建显微镜图像并测量 107 个猕猴神经元和 81 个小鼠神经元的形状后,研究人员在猕猴样本中识别出近 6,000 个突触,在小鼠样本中识别出超过 9,700 个突触。通过比较数据集,他们发现灵长类神经元接收的兴奋性和抑制性突触连接比类似的小鼠神经元少 2 到 5 倍。

“这令人惊讶的原因是,神经科学家和我认为一般人之间有一种安静的假设,即拥有更多的神经元连接意味着你更聪明,”Gregg Wildenberg 博士说,他是该研究所的一名科学家。卡斯图里实验室。“这项工作清楚地表明,虽然灵长类动物的大脑整体上有更多的总连接,因为有更多的神经元,但如果你从每个神经元的角度来看,灵长类动物的突触实际上更少。但是我们知道灵长类神经元可以执行小鼠神经元不能执行的计算。这提出了一些有趣的问题,比如构建一个更大的神经元网络会产生什么后果,就像在灵长类动物中看到的那样?”

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