Neuron | 為什么你能在嘈雜中專(zhuān)注一件事？紐約大學(xué)揭示齒狀回通過(guò)“贏者通吃”規(guī)則篩選信息的新機(jī)制

你有沒(méi)有好奇過(guò)，大腦每天接收那么多聲音、畫(huà)面、感受，卻從來(lái)不會(huì)亂成一團(tuán)，到底是靠什么分清主次、記住重要信息的？我們明明同時(shí)被無(wú)數(shù)信號(hào)包圍，為什么還能專(zhuān)注地想一件事、清晰地回憶一段經(jīng)歷？那些無(wú)關(guān)的干擾，究竟被大腦藏去了哪里？

2026年4月20日，紐約大學(xué)朗格尼醫(yī)學(xué)中心Gy?rgy Buzsáki教授團(tuán)隊(duì)（國(guó)際頂尖的神經(jīng)振蕩與記憶研究權(quán)威團(tuán)隊(duì)）在《Neuron》上發(fā)表研究《Dentate gyrus interneurons modulate winner-takeall network dynamics in freely behaving mice》，以自由活動(dòng)小鼠為對(duì)象，首次系統(tǒng)揭示了齒狀回PV和SST中間神經(jīng)元在“贏者通吃”網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)中的分工協(xié)作機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn)齒狀回 PV 與 SST 兩類(lèi)抑制性中間神經(jīng)元分工調(diào)控環(huán)路，SST 控制內(nèi)嗅皮層輸入，PV 負(fù)責(zé)反饋抑制，二者共同強(qiáng)化 “贏者通吃” 網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)，幫大腦精準(zhǔn)篩選神經(jīng)元集群、處理認(rèn)知與記憶信息。

齒狀回里有多種細(xì)胞，如何精準(zhǔn)區(qū)分它們？

齒狀回包含顆粒細(xì)胞（Granule Cells, GCs）、苔蘚細(xì)胞（Mossy Cells, MCs）以及多種中間神經(jīng)元。要研究它們的分工，首先得解決“誰(shuí)是誰(shuí)”的問(wèn)題。

研究者用光遺傳標(biāo)記、胞外電生理、機(jī)器學(xué)習(xí)（支持向量機(jī), SVM），把齒狀回的細(xì)胞精準(zhǔn)分成4類(lèi)：顆粒細(xì)胞：平時(shí)放電極慢，睡眠時(shí)才升高；苔蘚細(xì)胞：齒狀回的主要輸出神經(jīng)元；PV中間神經(jīng)元：放電最快，活躍于清醒跑動(dòng)和REM睡眠；SST中間神經(jīng)元：放電次之，NREM睡眠時(shí)大幅降低。

簡(jiǎn)單說(shuō)，清醒時(shí)抑制細(xì)胞活躍、興奮細(xì)胞安靜，睡眠時(shí)則反過(guò)來(lái)。

PV和SST神經(jīng)元如何參與空間信息編碼？

團(tuán)隊(duì)用短時(shí)窗互相關(guān)分析（一種根據(jù)放電時(shí)間相關(guān)性推斷突觸連接的技術(shù)），推斷兩類(lèi)中間神經(jīng)元的輸入來(lái)源。結(jié)果顯示，PV神經(jīng)元接收顆粒細(xì)胞、苔蘚細(xì)胞和內(nèi)嗅皮層的大量興奮輸入，連接概率是SST的近10倍；SST神經(jīng)元幾乎不直接接收內(nèi)嗅皮層輸入。空間編碼上，SST神經(jīng)元的空間調(diào)諧比PV更好，因?yàn)镻V接收的突觸輸入更多、來(lái)源更雜，空間信號(hào)被沖淡。

也就是說(shuō)，SST 更聚焦空間信息，PV 負(fù)責(zé)廣譜調(diào)控。

什么是齒狀回鋒電位？中間神經(jīng)元如何調(diào)控它？

齒狀回鋒電位（DS）是海馬體傳遞記憶信息的關(guān)鍵電信號(hào)。

研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)嗅皮層 2 層細(xì)胞先激活，隨后 PV、顆粒細(xì)胞、苔蘚細(xì)胞依次放電，SST 神經(jīng)元最晚激活。光遺傳操控顯示，抑制 SST 會(huì)增加鋒電位數(shù)量，激活 SST 則大幅減少鋒電位；PV 對(duì)鋒電位影響很小。

因此，SST神經(jīng)元的活動(dòng)水平直接決定有多少信息能進(jìn)入海馬體。

激活抑制性神經(jīng)元，為什么反而會(huì)興奮少數(shù)細(xì)胞？

光遺傳刺激抑制神經(jīng)元，出現(xiàn)了一個(gè)意外結(jié)果：激活PV或SST，大部分興奮細(xì)胞被抑制，但少數(shù)顆粒細(xì)胞和苔蘚細(xì)胞反而被激活——這叫“悖論性激活”。這種激活來(lái)自網(wǎng)絡(luò)多突觸環(huán)路的動(dòng)態(tài)再平衡，最終強(qiáng)化了“贏者通吃”的概念：少數(shù)神經(jīng)元高度活躍、多數(shù)被抑制，讓信息篩選更高效。

全文總結(jié)

本研究通過(guò)多技術(shù)結(jié)合，明確了小鼠齒狀回 PV 與 SST 中間神經(jīng)元的分工：PV 主導(dǎo)反饋抑制、接收廣泛輸入，SST 調(diào)控內(nèi)嗅皮層輸入、參與空間編碼；二者通過(guò)調(diào)控 “贏者通吃” 網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)，實(shí)現(xiàn)神經(jīng)元集群篩選，其活動(dòng)還決定齒狀回鋒電位的發(fā)生，最終支撐海馬體的認(rèn)知與記憶信息處理功能。

小編寄語(yǔ)：

“去粗取精，去偽存真”是大腦處理信息的鐵律。

Gy?rgy Buzsáki團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究為我們揭開(kāi)了海馬體齒狀回“贏者通吃”網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)的神秘面紗：少數(shù)神經(jīng)元被激活成為“贏家”，絕大多數(shù)被抑制，這就是為什么你能在嘈雜的街頭聽(tīng)清朋友說(shuō)話(huà)。SST神經(jīng)元調(diào)控內(nèi)嗅皮層輸入，聚焦空間信息，并控制齒狀回鋒電位的發(fā)生；PV神經(jīng)元接收廣泛輸入，負(fù)責(zé)反饋抑制。

這不僅解釋了大腦的高效，也為理解精神分裂癥、癲癇等神經(jīng)疾病提供了新視角。

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2026.03.034

歡迎轉(zhuǎn)發(fā)分享