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Neuron | 为什么你能在嘈杂中专注一件事?纽约大学揭示齿状回通过“赢者通吃”规则筛选信息的新机制

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你有没有好奇过,大脑每天接收那么多声音、画面、感受,却从来不会乱成一团,到底是靠什么分清主次、记住重要信息的?我们明明同时被无数信号包围,为什么还能专注地想一件事、清晰地回忆一段经历?那些无关的干扰,究竟被大脑藏去了哪里?

2026年4月20日,纽约大学朗格尼医学中心György Buzsáki教授团队(国际顶尖的神经振荡与记忆研究权威团队)在《Neuron》上发表研究《Dentate gyrus interneurons modulate winner-takeall network dynamics in freely behaving mice》,以自由活动小鼠为对象,首次系统揭示了齿状回PV和SST中间神经元在“赢者通吃”网络动态中的分工协作机制。

研究发现齿状回 PV 与 SST 两类抑制性中间神经元分工调控环路,SST 控制内嗅皮层输入,PV 负责反馈抑制,二者共同强化 “赢者通吃” 网络动态,帮大脑精准筛选神经元集群、处理认知与记忆信息。

齿状回里有多种细胞,如何精准区分它们?

齿状回包含颗粒细胞(Granule Cells, GCs)、苔藓细胞(Mossy Cells, MCs)以及多种中间神经元。要研究它们的分工,首先得解决“谁是谁”的问题。

研究者用光遗传标记、胞外电生理、机器学习(支持向量机, SVM),把齿状回的细胞精准分成4类:颗粒细胞:平时放电极慢,睡眠时才升高;苔藓细胞:齿状回的主要输出神经元;PV中间神经元:放电最快,活跃于清醒跑动和REM睡眠;SST中间神经元:放电次之,NREM睡眠时大幅降低。

简单说,清醒时抑制细胞活跃、兴奋细胞安静,睡眠时则反过来。

PV和SST神经元如何参与空间信息编码?

团队用短时窗互相关分析(一种根据放电时间相关性推断突触连接的技术),推断两类中间神经元的输入来源。结果显示,PV神经元接收颗粒细胞、苔藓细胞和内嗅皮层的大量兴奋输入,连接概率是SST的近10倍;SST神经元几乎不直接接收内嗅皮层输入。空间编码上,SST神经元的空间调谐比PV更好,因为PV接收的突触输入更多、来源更杂,空间信号被冲淡。

也就是说,SST 更聚焦空间信息,PV 负责广谱调控。

什么是齿状回锋电位?中间神经元如何调控它?

齿状回锋电位(DS)是海马体传递记忆信息的关键电信号。

研究发现,内嗅皮层 2 层细胞先激活,随后 PV、颗粒细胞、苔藓细胞依次放电,SST 神经元最晚激活。光遗传操控显示,抑制 SST 会增加锋电位数量,激活 SST 则大幅减少锋电位;PV 对锋电位影响很小。

因此,SST神经元的活动水平直接决定有多少信息能进入海马体。

激活抑制性神经元,为什么反而会兴奋少数细胞?

光遗传刺激抑制神经元,出现了一个意外结果:激活PV或SST,大部分兴奋细胞被抑制,但少数颗粒细胞和苔藓细胞反而被激活——这叫“悖论性激活”。这种激活来自网络多突触环路的动态再平衡,最终强化了“赢者通吃”的概念:少数神经元高度活跃、多数被抑制,让信息筛选更高效。

全文总结

本研究通过多技术结合,明确了小鼠齿状回 PV 与 SST 中间神经元的分工:PV 主导反馈抑制、接收广泛输入,SST 调控内嗅皮层输入、参与空间编码;二者通过调控 “赢者通吃” 网络动态,实现神经元集群筛选,其活动还决定齿状回锋电位的发生,最终支撑海马体的认知与记忆信息处理功能。

小编寄语:

“去粗取精,去伪存真”是大脑处理信息的铁律。

György Buzsáki团队的这项研究为我们揭开了海马体齿状回“赢者通吃”网络动态的神秘面纱:少数神经元被激活成为“赢家”,绝大多数被抑制,这就是为什么你能在嘈杂的街头听清朋友说话。SST神经元调控内嗅皮层输入,聚焦空间信息,并控制齿状回锋电位的发生;PV神经元接收广泛输入,负责反馈抑制。

这不仅解释了大脑的高效,也为理解精神分裂症、癫痫等神经疾病提供了新视角。


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

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