PNAS：细胞间的多样性是保护大脑免受神经系统疾病侵害的关键

渥太华大学理学院的一项研究表明，大脑的生态系统及其细胞多样性如何使大脑保持正常功能，同时更好地应对变化、扰动或损伤。对这种“侮辱”的反应——正如研究中所说的那样——被细胞过于紧密或过于相似所放大，这使得它们缺乏弹性，无法维持维持大脑功能所需的活动。

　　

大脑细胞的组成可能会改变我们理解和治疗神经精神疾病的方式，有可能为癫痫、自闭症、精神分裂症和抑郁症等疾病开辟一条新的治疗途径。

渥太华大学理学院的这项研究展示了大脑的生态系统及其细胞的多样性如何使其保持正常功能，同时更好地应对变化、扰动或损伤。对这种“insults”的反应——正如研究中所说的那样——被细胞过于紧密或过于相似所放大，这使得它们缺乏弹性，无法维持维持大脑功能所需的活动。

受查尔斯·达尔文的《物种起源》和自然生态系统的生物多样性是生存的关键这一观点的启发，第一作者jsamrsamie Lefebvre和他的团队使用大脑回路的数学模型来分析神经元如何对“insults”做出反应，以及细胞间的多样性如何帮助防止失败。

“我们的研究结果表明，多样性是构成大脑回路的基本要素，”渥太华大学大脑与精神研究所的成员Lefebvre说。“就像生态系统的生物多样性一样，神经元的多样性也很重要，它代表了一种解释某些疾病(如癫痫)的新方法。”

癫痫的特点是反复发作，在发作期间，大脑回路变得混乱，细胞变得过于同步。Lefebvre和一组研究人员，其中包括来自大学健康网络克雷姆比尔脑研究所的成员，使用电记录来探索癫痫患者的脑细胞，发现来自大脑中引起癫痫发作的区域的细胞看起来更相似，多样性更少。低多样性使神经元和细胞无法充分适应，因为大脑回路无法保持健康的活动，从而导致癫痫发作。

生物系副教授Lefebvre说:“使用跨学科的方法，我们能够证明脑细胞必须彼此不同，以确保大脑在面对时间和变化时保持其功能。”“这是一个重要的提醒，提醒我们多样性在自然系统中发挥的关键作用，以及它如何应对不可避免的变化。这不仅适用于生态系统、神经元和神经回路，也适用于人类和社区。”

这项研究还可能为自闭症、精神分裂症和抑郁症的治疗提供指导，这些都是大脑过度连接和同步性的状态。

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Intrinsic neural diversity quenches the dynamic volatility of neural networks