人类与其他动物一样，拥有巨大的学习能力，可以理解新的感官信息，以掌握新技能或适应瞬息万变的环境。但是，使我们学习的许多机制仍然知之甚少。系统神经科学的最大挑战之一是解释突触连接如何变化以支持适应性行为。瑞士日内瓦大学(UNIGE)的神经科学家此前曾表明，大脑皮层中的突触学习机制取决于更深的大脑区域的反馈。他们现在已经精确地解释了这种反馈如何通过打开和关闭特定的抑制神经元来控制突触增强。这项研究可以在Neuron中阅读，
皮质-大脑的外部和最大区域-对于更高的认知功能，复杂的行为，知觉和学习至关重要。在感觉刺激到达时，皮层处理并过滤其信息，然后再将最相关的方面传递到其他大脑区域。这些大脑区域中的一些反过来又将信息发送回皮质。这些循环被称为“反馈系统”，被认为对于皮层网络的功能及其对新感觉信息的适应至关重要。“对于感知性学习(这是对感觉刺激的增强反应能力)，神经元回路需要首先评估传入的感觉信息的重要性，然后在将来完善其处理方式。
晶须如何突出反馈系统
老鼠鼻子上的胡须专门用于触觉感应，并且在动物理解其直接环境方面的能力中起着重要作用。处理来自胡须的感觉信息的皮质部分不断优化其突触，以学习有关触觉环境的新方面。因此，它构成了一个有趣的模型，用于理解反馈系统在突触学习机制中的作用。
UNIGE的科学家们隔离了与晶须有关的反馈电路，并使用电极来测量皮层中神经元的电活动。然后，他们通过刺激已知用于处理此信息的皮层的特定部分来模拟感觉输入，同时使用光来控制反馈电路。“这种离体模型使我们能够独立于感觉输入来控制反馈，而这在体内是不可能的。但是，断开感官输入与反馈的连接对于理解两者之间的相互作用如何导致突触增强至关重要。” Holtmaat补充道。
抑制神经元控制信息
研究小组发现，当分别触发这两个成分时，它们会激活广泛的神经元。但是，当同时激活时，某些神经元实际上会降低其活动。“有趣的是，当感觉输入和反馈同时发生时被抑制的神经元通常会抑制对于感知至关重要的神经元，这被称为抑制或解除抑制作用，” UNIGE医学院的Leena Williams解释说。研究的第一作者。因此，这些神经元的作用就像是进入信息的大门，通常是关闭的。但是，当反馈进入时，大门就打开了，允许那些负责主要感觉信息的突触增加其强度。
现在，他们已经精确地确定了哪些神经元参与了该机制，这些科学家将在“现实生活”中测试其结果，以检查当小鼠需要学习新的感官信息或发现新的方面时，抑制性神经元的行为是否与预期一致。在其触觉环境中。
标签： 深度脑反馈
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