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突触形成和重排:理论神经信息学初探

时间:2023-11-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:突触的形成决定着神经网络的形成,是大脑正常发育和功能的基础,是学习、记忆、认知和情感的核心。应该说突触的形成带有很大的随机性,与生物体发育过程的诸多因素有关。生长中的轴突接近与生长锥形成突触时,片状的生长锥形状会产生变化。图3.6轴突的生长锥[4]图3.7轴突突触形成[4]突触形成后,这些突触是否真能被使用,还要看以后它们在信息流通中的作用,从而重新确定突触如何连接,这一过程将会相当漫长。

突触形成和重排:理论神经信息学初探

突触的形成决定着神经网络的形成,是大脑正常发育和功能的基础,是学习、记忆、认知和情感的核心。应该说突触的形成带有很大的随机性,与生物体发育过程的诸多因素有关。以轴突成长过程为例,轴突的生长方向是与轴突的周围环境(包括周围的生化成分分布,以及神经细胞、胶质细胞和其他的靶细胞分布)有关。轴突顶端是生长锥(growth cone)(见图3.6),轴突突触的形成过程如图3.7所示。生长中的轴突接近与生长锥形成突触时,片状的生长锥形状会产生变化。片状伪足不规则地延伸,生长锥最终与另一细胞接触后,片状伪足和丝状伪足会消失,并在接触附近形成突触致密区,最后形成突触。

图3.6 轴突的生长锥[4]

图3.7 轴突突触形成[4](www.xing528.com)

突触形成后,这些突触是否真能被使用,还要看以后它们在信息流通中的作用,从而重新确定突触如何连接,这一过程将会相当漫长。人们对形成的突触是否能长期保留这一机制还有种种说法。总的来说,经常“被使用”或有“信息流过”的突触会保留下来,并得到加强;否则会萎缩甚至消失。哺乳动物在生长过程中轴突重组前后的变化如图3.8所示。树突应该也会经历类似的过程。

图3.8 哺乳动物出生后数周内轴突重组[4]

当突触发育成熟后,一根肌纤维只受一个神经元支配[4],这是很重要的发现,可以使我们更好地了解输出神经系统的结构,更可以启发我们对神经信号过程机理的理解。

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