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增强人皮层神经元的树突分隔作用

神经元的生物物理特征塑造了大脑中的信息处理。皮质神经元在人类中比在其他物种中更大,但它们的大小如何影响突触整合尚不清楚。在这里,我们从人类树突直接进行电记录,并报告5层锥体神经元的电区划增强。与大鼠的树突相比,人类远端树突对机体的兴奋有限,即使存在树突棘。由于树突电发生的补充减少,人体细胞也表现出较少的破裂。最后,我们发现离子通道密度的降低会导致更高的输入电阻,并导致人枝晶耦合的降低。我们的结论是,人类神经元长度的增加会改变其输入输出特性,从而影响皮质计算。

人类锥体神经元具有比啮齿动物和灵长类神经元更大的树突树枝(Elston et al., 2001)

, Mohan等人,2015年

),但它们的输入-输出特性仍然未知。树突过滤突触事件,当它们传播到躯体时(Magee, 2000)

Spruston 2008

);然而,树突状突起可以放大局部信号以克服电区域化(Harnett et al., 2013)

, Larkum等人,2001年

, Larkum等人,2009年

, Larkum and Zhu, 2002年

, Major et al., 2013

,席勒等人,1997

,席勒等人,2000年

Spruston 2008

2004年,威廉姆斯,

威廉姆斯和斯图尔特,2002年

)。这些相反的属性使树突状小室能够对其输入执行局部操作(例如,重合检测)。多个功能独立的单元,集成不同的信息流(如前馈和反馈输入)(Halgren等人,2018)

, Petreanu等人,2009年

Spruston 2008

(Guerguiev等人,2017)

,豪瑟和梅尔,2003年

, Jadi等人,2014年

《伦敦与豪瑟》,2005年

, Poirazi等人,2003年

, Polsky等人,2004年

, Tran-Van-Minh等人,2015年

)。

我们推断,人类树突长度的增加可以进一步将突触整合和信息处理划分到单个神经元中。然而,由于分区严格依赖于膜性能和活性电导的细节(Atkinson和Williams, 2009)

, Stuart和Spruston, 1998

),这是不能仅靠解剖学特征来预测的,我们还不知道人类神经元与非人类神经元的区别有多大。在这里,我们使用直接膜片钳电生理学来检验树突整合在人类锥体神经元中的功能分离的假设。

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