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研究发现在发育早期训练神经回路可以提高反应能力|世界播资讯
2023-06-30 00:45:27来源: 互联网


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当谈到训练用于组织工程或生物医学应用的神经回路时,一项新的研究提出了一个关键参数:在年轻时进行训练。

训练工程神经回路的技术通常涉及在细胞完全成熟后对其进行训练。诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员利用源自小鼠干细胞的光敏神经元发现,在整个早期细胞发育和网络形成过程中对它们进行训练,可以持久改善所得神经网络的连接、响应能力和基因表达。他们在《科学报告》杂志上发表了他们的研究结果。

该研究的第一作者、研究生盖尔森·帕甘-迪亚兹(Gelson Pagan-Diaz)说:“这就像一只老狗学习新技巧与一只年轻的小狗的对抗。”“当我们训练一个网络时,如果我们在它还像小狗一样的时候刺激它,我们可以得到比它已经成熟时更好的训练反应。”

改进的神经训练在生物工程和再生医学中有许多应用。例如,诺伊州团队希望使用训练有素的神经回路来控制微型生物混合机器的运动和行为。早期训练产生的改进类型可以为机器和电路提供更多功能,并使研究人员能够更精确地控制这些功能。

研究负责人、生物工程教授拉希德·巴希尔 (Rashid Bashir) 表示:“随着我们在利用活细胞构建机器领域取得进展,能够在神经元细胞和网络发育早期对其进行刺激和编程可能会成为我们工程库中的一个重要工具。”诺伊州格兰杰工程学院院长。“此外,这项工作可能对发育生物学、再生医学和大脑研究产生影响。”

为了训练神经元,研究人员使用定时光脉冲来刺激细胞。研究人员在细胞发育早期时开始训练方案——称为胚状体的干细胞簇,准备成为运动神经元。当细胞分化成为完全成熟的神经元时,他们继续训练,并在将细胞转移到平板上连接并形成神经回路后进一步继续训练。

然后,他们将早期训练的回路与先培养后训练的回路(通常的方法)进行比较。

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