基于体外研究和计算建模，神经科学家展示了神经元的过度和迁移如何在成型网络架构和成熟网络中的模块化程度中相互作用。
神经元不会随机排列在人脑中。在皮质中，它们在具有高固有连接的互连簇中组织。这种模块化连接结构，其中簇最终用作功能单元，在显影的早期阶段形成。潜在的自组织过程受神经元活动的调节，但详细的机制仍然明白。基于体外研究和计算建模，神经科学家Samora Okujeni博士和Ulrich Egert教授Freiburg和Imtek博士，工程学院现在对对大脑网络的理解和发展的理解作出了重要贡献：在他们目前的研究中它们，它们展示了神经元的过度生长和迁移如何在成型网络架构和成熟网络中的模块化程度中相互作用。他们的调查结果现已发表在开放式访问在线期刊Elife。
神经元是社交细胞，从长远来看，孤立地死亡。在开发期间，它们因此延长了细胞过程，称为神经脉，与其他神经元建立突触联系。一旦它们收到足够或过多的突触输入，它们就会停止生长或缩小。由此，神经元避免长期过度激励。在特此控制神经元生长的研究人员中广泛假设，以稳定特定目标水平的神经元活性。
然而，为了增加连接的概率，神经元不能仅增长它们的神经遗失，但也能够迁移到其他神经元。“在计算机模拟中，我们表明迁移和神经突遗传可能相互作用，以形状特定的Mescrale网络架构”Samora Okujeni说。交互调节集群内的局部连接与远程帧间间连接之间的关系，从而达到网络模块化程度。“这反过来，这反过来影响发电和不时的自发活动模式。”这种相互依赖性可能对皮质的适当发展至关重要。
通过研究培养的大鼠皮质神经元的发展网络中的细胞迁移，神经突的差异和活性在实验上实验测试了模型预测。为了调节这些网络中的细胞迁移，它们操纵酶中涉及神经元细胞骨架调节的酶。与其仿真一样，细胞迁移和聚类同样促进了体外模块化连接。
然而，另外，聚类促进活动产生并导致了更高的活动水平。这与假设的增长调节不一致，以建立共同的目标活动水平。科学家可以解决这种差异：“细胞骨骼动力学不是通过动作潜在活动直接控制，而是间接地通过相关的钙流入，影响生长和降解之间的平衡。”okujeni解释道。“模块化增加了行动潜力的总体速率，但在网络上减少了它们的同步，有效地确定了每个动作电位的钙流入。鉴于这种依赖性，我们估计所有网络结构在开发期间达到类似的钙涌入的目标水平。“
参考：“由活动依赖性神经元迁移和外部组织的自我组织，由Samora Okujeni和Ulrich Egert，2019年9月17日，Elife.Doi：
10.7554 / Elife.47996
