文字| NextQuestion，作者GyrgyBuzski（纽约大学医学院Biggs Neuroscience教授；美国科学院院士）

主要的研究兴趣是“神经语法”，这是神经元节律如何组织孤立的神经信息以支持认知功能的方式。他是神经振荡领域中众多基础文章的作者，他阐明了海马theta，振荡和尖峰（及其相关的快速振荡）的细胞突触基础，并阐明了这些振荡及其对行为和睡眠的关系之间的联系。他领导着演示GABA能中间神经元在网络振荡中的作用。他最有影响力的研究是“记忆痕量巩固的两阶段模型”，该模型揭示了在学*过程中，信息的新皮质调节短暂改变了海马网络，然后在睡眠期间在尖锐的泡沫活动中重新激活和巩固。 Buzski还发现，即使外部环境信号保持不变，皮质回路也将继续自发产生自组织的细胞收集序列，这为认知功能的神经元收集理论提供了重要的证据。他的实验表明，偏斜的放电率分布有助于神经网络保持稳健性，灵敏度，可塑性和稳定性。他还为技术创新做出了突破性的贡献，例如使用硅芯片进行大规模记录的方法，以及可用于动物和患者的有机柔性电极系统Neurogrid。他的《大脑节奏》是该领域的经典，也从内而外创作了大脑。

我很幸运能成为海马研究故事的一部分。尽管我无法参加它的最初萌芽，但我已经陪伴了数十年。对于我来说，能够在这个领域工作是一种荣幸。正如我接下来要说的那样，科学是由科学家创建的。在过去的几年中，我最激烈的竞争对手最终成为我最亲密的朋友。我希望海马研究领域能够永远维持这种气氛。

01简介通常，当科学界认识到某些关键的观察和见解并给他们姓名和时间标记时，发现才真正的“发现”才是真正的“发现”。尽管某些事件称为里程碑，但科学进步本质上是逐渐的。很难指出哪种重要的科学见解是出于稀薄的空气而没有基础。第一人称记忆通常是不可靠的。对于我们来说，很难准确地追踪记忆的起点，我们经常需要确认一个想法是属于我们还是在不知不觉中渗透了我们的思想。

每个致力于我们所爱的海马研究领域的人都知道记忆是最不可靠的存在。当我们回顾生活经历时，过去的碎片不可避免地与最后甚至这次的回忆交织在一起。豪尔赫·路易斯·博尔赫斯（Jorge Luis Borges）曾经诗歌表达了这个真理：“当我们记得某些事情时，是本身，还是我们上次记得的场景？” （摘自《 funes the Remorious》）。因此，毫不奇怪的是，我们所骄傲的成就通常与我们自己和我们的同事不同。因此，我宁愿分享一些关于我年轻时在海马研究领域的冒险故事的故事，而不是告诉我的“重大发现”。

02 Feedforward，反馈和多城市旅程我接受了德克萨斯大学圣安东尼奥分校（UTSA）健康科学中心的Eduardo Eidelberg教授在美国的第一个（并且只有）邀请。当我向他概述了海马的宏伟研究计划时，他点了点点头，但提醒我：“年轻人，您唯一可以证明的是RamnY Cajal*是对的。”对我来说，这不是令人失望的结果。

拉蒙·卡贾尔（RamnY Cajal）：西班牙神经科学家，被称为“现代神经科学之父”，因其对神经元理论（神经元学说）的提议而获得了1906年诺贝尔生理学或医学奖。他的理论神经元理论的核心观点是：1。神经系统由独立的神经元组成，这些神经元是离散的单个细胞，而不是像以前认为的那样被连接。 2。神经元通过突触相互通信，而不是直接连接“连续网络”。 3。信息沿神经元（树突细胞体轴突）单向传输。本文的作者旨在研究抑制性中间神经元的作用，这是为了进一步验证和扩展他对Cajal神经元理论的理论。资料来源：Cordon Press

我继续在匈牙利的Pcs（BuzskiCzh，1981年）继续进行研究工作，寻找海马中喂养抑制作用的证据。实际上，反馈和喂养控制的概念长期以来一直深深地嵌入我的脑海中，这源于我作为广播爱好者的童年经历。当时，我试图稳定短波无线电发射器的调谐振荡器的频率。此外，生活在受压抑的政权下也使我着迷于“压制”本身的概念。

Fox和Ranck Jr.（1975）假设那些在海马中迅速排出的细胞是抑制性神经元。我的目标是记录这些据称是抑制性的细胞，并证明它们在激活颗粒细胞或金字塔细胞之前做出反应。

我花了很长时间才将所有实验室设备放在一起。但是我在几周内让实验室运行。我的妻子最初在家中被匈牙利当局“拘留”。我一个人在美国，决定找到中间神经元。为了缓解孤独感，我制定了最简单的时间表：早上步行到实验室，长时间工作，然后晚上回家睡觉。

在1980年的圣诞节前夕，我发现了四个美丽的假定中间神经元，这些中间神经元在金字塔细胞群体排出之前被预先递减2-3毫秒。那一刻，我非常欣喜若狂，以至于我过度开发了这部电影，而记录在上面的峰值信号几乎是无法识别的。为了使当今的读者更好地理解，我将做一些其他说明：这些引起的反应显示在示波器屏幕上。对于录制，我们只能使用相机实时拍摄照片以保留证书。

在接下来的几个月中，我继续跟踪这些中间神经元。我发现它们与theta波同步以有节奏的方式排出。我收集了有力的证据表明，兴奋性输入激发了中间神经元和椎骨神经元。但是，由于中间神经元更多的是突触传播，或者其膜的充电速度更快，因此它们将是第一个放电的人，抑制或延迟其控制的椎骨神经元的排出。这些数据明确支持了前馈抑制的存在。

图：右，前馈抑制是指通过抑制拮抗途径的活性来增强当前途径的活性强度。也就是说，我在激活A时抑制B。在左图中，反馈抑制意味着，为了避免过度激活强度或过度激活持续时间，人体将在激活特定途径的同时返回抑制信号，以一定的强度保持激活水平或控制激活持续时间。那是为了压制自己。灰色是主要的皮质细胞。红色是兴奋性突触；蓝色是抑制突触。资料来源：Isaacson，Jeffry S.和Massimo Scanziani。 \'如何抑制形状的皮质活性。\'Neuron 72.2（2011）: 231-243。

此外，我还发现，通过组合纤维刺激的中间神经元的激活削弱了由内嗅皮层的输入引起的反应，这表明Hippocampus CA3区域中的非肾上腺传入信号和eNorhinal Cortex在调节Hippocampus Ca1 Pyramidal细胞的调节中会形成一些竞争。

*合并纤维连接海马中的左右半球，通过翻译CA3CA1传输信息，调节学*和记忆，而合并的纤维刺激则用于研究这些信息传播过程及其对神经元活性的影响，尤其是摄取前进抑制机制。

最后，我的研究还发现，在高频刺激内部输入后，中间神经元排出随后的单个脉冲的可能性显着增加并持续了几个小时。——，这首先证明了长期长期增强的抑制作用（LTP，长期潜在的）。

在与Eduardo共同发表的论文中，我们得出结论，海马中的中间神经元可以由各种传入输入直接驱动。因此，椎骨神经元可能会以馈送方式抑制。此外，对传入海马的输入既支配中间神经元和椎骨神经元，椎骨神经元的兴奋性取决于两种细胞类型的输入强度的相对比例。

GyrgyBuzski。资料来源：https://Med.nyu.edu/faculty/gyorgy-buzsaki

1981年夏天，我开车去了加利福尼亚，并在亚利桑那州图森停了下来。在离开之前，我写信给几位长期以来在文献中一直有名的神经科学家，礼貌地询问他们是否可以参观他们的实验室。

在图森，我的接待员是亚利桑那大学理学系教授道格·斯图尔特（Doug Stuart），他专门研究运动控制和肌肉疲劳，这与他作为高级套头衫的经历有关。 1954年，他还代表加拿大参加了大英帝国和温哥华的英联邦运动会。

道格（Doug）向我介绍了解剖学教授杰伊·B·安格莱维（Jay B. Angelevine），他对海马中的成人神经发生感兴趣。但是令我惊讶的是，在实验室中，他实际上在腰间戴了枪。事实证明，杰伊还是兼职副警长。这使我意识到神经科学家不仅探索大脑的奥秘，而且经常具有各种意外的身份和经验。

从热山来到圣地亚哥就像升到天堂。我参观了布朗克斯退伍军人管理医院的拉里·斯奎尔（Larry Squire）和斯图尔特·佐拉·莫根（Stuart Zola-Morgan），以及萨尔克学院（Salk Institute）的麦克斯·考恩（Max Cowan），他们向我介绍了拉里·斯旺森（Larry Swanson）和大卫·阿马拉尔（David Amaral）。我对圣地亚哥的神经科学家的高密度感到震惊。

这次旅程的科学亮点是加利福尼亚大学欧文分校。吉姆·麦高（Jim McGaugh）和查尔斯（Chuck）ribak邀请我进行演讲（提醒：当时我只是一名后来的博士后家伙）。吉姆还安排我们留在豪华的拉古纳海滩酒店，并邀请我们在他的房子里吃饭，在那里我们遇到了他一生的朋友伊万·伊兹奎尔（Ivan Izquierdo）。吉姆（Jim）和他的妻子贝基（Becky）几年前还在匈牙利拜访了我们。

在解剖学系的研讨会上，我的喂食抑制作用强烈反对。具有讽刺意味的是，生理专家坚持认为，只有生理数据很难令人信服，还需要解剖学证据。我们的激烈辩论激发了查克（Chuck）在接下来的几年中与我的同事拉斯兹洛·塞雷斯（LszlSeress）合作，以提供喂养抑制所需的结构证据。

这次旅行的最后一站是旧金山地区。在加州大学伯克利分校的演讲中，只有六位听众，包括嗅觉生理学家沃尔特·弗里曼（Walter Freeman），发现者约翰·加西亚（John Garcia），拜访了伯克利的“品味厌恶学*”（即Garcia效应），Mark Rosenzweig，Mark Rosenzweig，Mark Rosenzweig，Neuroplopanticity Research的先驱，以及我的主人Joe Martinez和My Morn Martinez和两位学生。我提醒自己：质量胜于数量。

顺便说一句，我从吉姆·麦高（Jim McGaugh）那里学到，约翰·加西亚（John Garcia）曾经被他的导师爱德华·托尔曼（Edward Tolman）视为“无情”的学生。在加州大学伯克利分校的草坪上，我和这个伯克利辍学生共进了午餐，他曾是G.I.行动，并就学*形式进行了漫长而生动的讨论。没有博士学位，他发表了第一篇关于科学条件味觉厌恶效果的论文。听了他的故事后，我告诉自己不要对我的学生做出过早的判断。

照片：美国心理学家约翰·加西亚（John Garcia）。

我们还开车去斯坦福大学参观理查德·汤普森（Richard Thompson），这是当时学*和记忆领域的重要神经生理学家。他友好地邀请我加入他的实验室博士后研究员，但由于技术复杂性，我认为他的实验室有些令人失望。此外，我渴望找到行为动物的喂养抑制作用的证据，而我在圣安东尼奥的所有实验都是在麻醉大鼠中进行的。

幸运的是，布莱恩·布兰德（Brian Bland）邀请我去他在加拿大卡尔加里（Calgary）的新实验室共同研究海马研究。布莱恩刚从挪威奥斯陆的安德森实验室返回。他充满活力，有很多想法。我的妻子最终从匈牙利获得了出院签证，可以和我一起去德克萨斯州。我们从圣安东尼奥开车到加拿大，并于感恩节到达卡尔加里。我们在布兰德住了几天。经过漫长的车程，我们一直精疲力尽，直到第二天很晚，但是我未来的博士后主管实际上将早餐带到了我们的床边！ （读这段经文的博士后研究员可能没有类似的经历，对吧？）

但是，就在那天晚些时候，布莱恩告诉我一些坏消息。艾伯塔省遗产基金会的资金已经耗尽，博士后计划已被终止。简而言之，我失去了支持。但是我没有惊慌。我*惯于不确定性，更重要的是，我还很年轻。我计划在Brian和我了解合作的可能性中与尽可能多的加拿大神经科学家联系。出乎意料的是，我打了第一个也是唯一的电话解决了问题——另一方是我在布莱恩（Brian）的导师的东德认识的vanderwolf。凯斯说，他的资金将付给我三个月的薪水。因此，我们回到了破旧的汽车上，从卡尔加里到安大略省的伦敦，沿着加拿大十字路口开车五天。一路上，我花了很多时间在汽车维修上。

伦敦安大略省西部安大略大学的凯斯·范德沃尔夫（Case Vanderwolf）是海马塞塔波波振荡研究领域的大师。他正忙着教那个学期的教学，并给了我完全的研究自由。凯斯那年没有学生，只有一位技术员，所以我是实验室中唯一的博士后研究员。在他的实验室中，有一个笔录制的脑电图设备，两个示波器，刺激器和最珍贵的四通道FM磁带录音机之一。幸运的是，心理学学生实验室中有更多的设备，我可以借一些设备。

图片：Case Vanderwolf，最早研究可观察到的运动活动与脑电波之间相关性的研究人员之一。他是大脑，行为和思想的奥德赛的作者，以及不断发展的脑部：思想和行为的神经控制。资料来源：obituary: Cornelius H. Vanderwolf

我已经从Eidelberg那里学到了如何锐化和隔离钨丝微丝。我只需要用清漆使电极绝缘，并制作阻抗表和微型训练装置，以记录行为大鼠中的单个神经元活性。我想在麻醉大鼠中扩展我的发现，以研究theta波和单个神经元之间的相关性。这正是我当时所做的。当我总是监视记录的尖峰活动声音时，我迅速学会了实时区分高音，快速放电的中间神经元和锥体细胞。我还从中再次验证了组合的纤维和内嗅途径都可以首先通过“前馈激活”触发中间神经元。

返回匈牙利后，我被邀请对抑制形式进行评论。对我来说，这是一个很高的荣誉，因为当时的评论文章只能由日记编辑特别邀请。在这篇综述中，我得出结论：“海马形成的输入使中间神经元和椎骨神经元支配，椎骨神经元的兴奋性取决于这两种细胞所接收的输入的相对强度。”

作为人工电刺激实验发现的扩展，我得出结论：“隔膜的节奏躯体饲料抑制与远端的树突同步到达，而高振幅波是由协同活跃的来源和下沉的。”我承认随后的实验表明，这个结论不是完全正确的，但是它的基本面仍然是正确的。

*高振幅场波：是指由多个神经元同步产生的强4-8 Hz脑波，通常在学*和记忆过程中出现。

来源和水槽：电生理学：来源是指电流离开脑组织的地方（相当于电场的正电极）。水槽是指电流进入脑组织的位置（相当于电场的负电极）。这些来源和水槽是由突触活动引起的当前流动引起的。例如，当兴奋性输入到达树突时，树突可能是电流的汇合，细胞体可以是电流的来源。这意味着theta波的节奏性脑电图活性是由不同大脑区域之间的电流的流入和流出形成的。可以将其想象为水从喷泉流出的地方，水槽就像水流融合的池塘。大脑中的“源”是从某个地方流出电流的区域，而“接收器”是电流流入的区域。当这些“源”和“下沉”以协调的方式工作时，大脑波（例如Theta Waves）。

在我们发表有关进食抑制的论文不到一年之后，旧金山加州大学加州大学加州大学加州大学的罗杰·尼科尔（Roger Nicoll）团队报告说，在海马部分中，Ca1 pyramidal细胞中正向刺激引起的IPSP（抑制性突触后潜能）大于对反向刺激的逆向支持，而是对fefers fefersports的强烈支持*。

*在这里，正质刺激会触发较大的IPSP，表明当输入信号自然到达CA1时，不仅会直接激发CA1锥体细胞，而且还强烈激活抑制性中间神经元，从而增强了CA1的抑制性抑制性输入。如果是抗剂量刺激，它不会激活前馈环，因此IPSP较小。因此，该结果表明，馈电抑制确实在CA1区域中起着重要作用，从而控制了信号的强度和节奏。

随着免疫细胞化学技术的发展，研究人员能够准确地识别中间神经元，并且还强烈证实了喂养抑制的解剖学证据。在这一点上，已经明确建立了进食抑制的存在。如今，进食抑制已成为神经科学的标准术语，很少有论文引用了最早的相关文献。

但是，我非常荣幸的是，在2020年，我获得了拉尔夫·杰拉德奖（Ralph Gerard Award），该奖项写道：“在1980年代初，他作为一名年轻的科学家提出了进食抑制的概念，如今，它被广泛认为是神经回路的重要特征。”罗杰·尼科尔（Roger Nicoll）是陪审团成员之一，他仍然记得我的早期贡献。对我来说，这比任何荣誉都更有意义。毕竟，我们职业生涯中最高的荣誉是要受到我们钦佩的同龄人的认可。

03抑制作用数十年来，神经科学家普遍认为，抑制作用仅具有“广泛的抑制功能”，以限制运动神经元的过度排出。这种假设的抑制源归因于亨肖细胞。

早在1940年代，伯德西·伦肖（Birdsey Renshaw）就从腹膜中性运动神经元池进行了细胞外记录，并观察到单次电刺激腹侧根部后观察到高频爆发。他推测，运动神经元的轴突侧支激发了这些局部神经元（因此称为中间神经元），然后它们的轴突向后转动以抑制运动神经元。

当然，仅此观察不足以使以发现者的名字命名神经元，并且不足以使发现者进入神经科学名人堂。

照片：美国电生理学家和神经科学家Birdsey Renshaw。资料来源：维基百科

但是，悲剧改变了历史。 1948年，Renshaw家族感染了小儿麻痹症（脊髓灰质炎）。伯德西（Birdsey）和他的妻子在几天之内彼此接一个地死亡，留下了两个年轻儿子。

随后，约翰·埃克尔斯爵士的团队采用了相同的实验范式，而是从运动神经元中进行了细胞内记录，并发现了显着的超极化。他们将这种现象归因于反复或“ renshaw抑制”，以记忆提出抑制作用的科学家。

图片：超极化，神经元的膜电位比静息电位更为负，这抑制了神经元的兴奋性，并使产生动作电位（放电）更加困难。资料来源：维基百科

原则上，Renshaw抑制在解释大脑中许多全球现象方面起着重要作用。例如，道格拉斯（Douglas，1967）提出：“海马中感觉感知的抑制性控制是由形成兴奋性突触的纤维介导的，这些兴奋性突触伴有类似Renshaw的中间神经元，后来抑制了相关感觉途径的活性。”

同样，海马的皮下调节也被认为是由神秘的奔跑细胞介导的，这些细胞通常被视为Cajal所描述的*篮细胞的同义结构（Douglas 1967; Grastyan等，1959; Kimble 1968）。

我认为进食抑制可以更好地解释这些全球现象。但是，在大多数研究人员，尤其是心理学家的概念中，只有一种抑制作用（即，进食抑制）（Andersen，Eccles和Loyning 1963; Eccles 1969; Kandel and Spencer 1961）。

除了反馈抑制外，还引入了进食抑制作用，还引发了关于不同类型的抑制神经元是否具有其他功能的讨论。早在1983年，Ribak团队就已经讨论了“五种类型的篮细胞”。

在接下来的十年中，对神经元的研究主要集中在体外实验上，相关论文大量出现。

1990年，Nobuaki Tamamaki在UCSD访问了我的实验室，并告诉我，有一个新的资金项目，即——，即人类边境科学计划（HFSP），目的是支持国际合作。

我立即联系了巴黎的理查德·迈尔斯（Richard Miles），苏黎世的赫尔穆特·哈斯（Helmut Haas）和布达佩斯（Budapest）的塔玛斯·弗朗德（TamsFreund），我们共同提交了一项有关海马中神经元研究的建议。由于当时的HFSP并不是很受欢迎，因此我们很幸运能够获得三年的资金。

为了续签合同，IBM的Roger Traub加入了我们的团队。我们参观实验室，交流学生和博士后学生，跨大陆邮寄脑组织，并在年度会议上讨论我们的进度（通常在加勒比海大开曼岛举行）。我们的最后一次小组会议于1994年在法国科西嘉举行（由Yehezkel Ben-Ari组织）。

塔玛斯（Tams），理查德（Richard）和我认为，对海马中间神经元的研究已经足够成熟，需要全面的摘要，尤其是在看到彼得·索莫西（Peter Somogyi）实验室的进展之后。我与Phil Schwartzkroin和TamsFreund共同组织的第一次Interneuron会议激发了这种愿望。这是1995年在圣地亚哥举行的SFN年度会议的附属活动（卫星事件），位于米申湾的密西西比汽船上。

我和塔玛斯（Tams）写了有关中间神经元解剖学和生理学的文章，我们考虑将其变成一本书。 Hippocampus Journal的创始编辑David Amaral向我们扩展了一个橄榄枝，并为我们提供了整个问题的页面。

塔玛斯（Tams）来到罗格斯（Rutgers）和我一起工作一个月，我们日夜工作以赶上紧迫的截止日期。威利出版社（Wiley Publishing）为SFN会议带来了400篇期刊和大型海报，并印有封面设计以推广日记。所有期刊和海报都在两天内售罄，我们的特色文章成为了广泛引用的经典文学。 Interneuron Research进入了一个成熟的阶段。

照片：海马：第6卷，第4期，资料来源：https://Onlinelibrary.wiley.com/

在局部文章中，我们探讨了中间神经元的功能，从调节兴奋活动，对尖峰时机的精确控制到支持神经振荡以及一些非传统观点。

由于所有神经振荡均基于抑制作用，因此抑制性锥体细胞活性的抑制性分割可以创建一个时间范围，用于将峰值活性解析和分解为细胞的集合及其序列，从而有效地交换了神经网络之间的神经信息。

被抑制的分析功能和块状功能就像一组“语法规则”，它决定了神经元组的组合以及它们的激活顺序，使信息有序地传输并形成层次结构。为了使这种“语法”足够灵活，它需要成分多样性，这可能是多种抑制性神经元的原因。理查德·迈尔斯（Richard Miles）在神经元分类分类变得可能发生之前，问：“海马中有多少个抑制细胞的亚型？”

我们的评论得出的结论是：“不同的海马间神经元种群可以通过表达发射机受体的不同组合来实现对兴奋活动的高度灵活控制，从而使抑制细胞活性与不同行为状态的计算需求之间的匹配非常好。”

这些信息与今天一样重要。通过抑制相互作用，神经元可以产生比纯激发高的数量级的变化。此外，抑制可以选择性地靶向锥体细胞的不同体细胞树突，并立即改变其整合和计算能力。

04名称中的故事：伽玛振荡喂养剂的抑制和反馈抑制影响多种脑部节奏一直是神经科学研究的核心主题，而振荡也不例外。

基于据称是中间神经元的细胞外记录，研究长期以来一直提出抑制在伽马波中的关键作用。关于IPSP（抑制性突触后潜能）和篮细胞在节奏调节中的作用，决定性证据来自体内记录，免疫细胞化学识别以及通过细胞内记录重建篮细胞轴突的研究。

当我们撰写有关伽马振荡的评论时，我们想追踪“伽马”一词的起源。重建神经科学的历史并不是一件容易的事，并且探索了“伽马振荡”一词的起源。

长期以来创建了Alpha和Beta振荡的术语。 “伽马节奏”

一组合在20世纪80年代开始流行。由于Walter Freeman曾发表过几篇关于嗅球伽马振荡的论文，我发邮件问他。Walter回复说：“这是我在1980年创造的术语，当时流行的说法是‘40Hz’。” “40Hz”振荡最早被视为某种“认知节律”的可能性，或许起源于Henri Gastaut的观察。他描述了经过训练的瑜伽士（yogis）在三摩地状态下头皮脑电图中出现的高振幅、40Hz的节律性波列[Das and Gastaut, 1955]。 ▷Walter Freeman，图源：news.berkeley.edu 那时，Steve Bressler刚开始在我的实验室进行研究生工作，于是我让他进行文献搜索，记录嗅球（OB）频率和大小之间的反比关系。Berger发明了“阿尔法（alpha）”这个术语。有人创造了“贝塔（beta）”（我不记得是谁了）。按照粒子物理学的类比，接下来的命名应该是“伽马（gamma）”。我发现之前在脑电图研究中没有使用过“伽马”这个术语，于是Steve和我决定用这个名称。 我们将手稿提交给EEG期刊的长期编辑Mollie Brazier。她回信说，她会将这个术语提交给国际脑电图学会的命名委员会。一个月后，她通知我们，委员会拒绝认可这个用法，因此如果我们不移除“伽马”这个术语，她就不会发表这篇论文。 Steve需要发表论文来获得资助，所以我们遵从了她的建议。然而，当论文发表时（Bressler and Freeman, 1980），标题中的“伽马节律”仍然保留了下来。我忘了删除这个术语，而没有人注意到——包括Mollie。这就是“伽马”第一次出现在文献中的过程。 之后，我在讲座中继续使用“伽马”这个术语，并强调它代表的是一个范围，而不是单一频率。最终，这个术语流行了起来。就像许多科学领域的成功发展一样，现在几乎没有人知道它的起源。 ——引自我与WF的电子邮件通信，2011.4.3 后来，我收到了Steve Bressler寄来的原始提交手稿的副本，他保存了这份手稿超过30年。标题确实写着：“EEG伽马波：猫、兔子和大鼠嗅觉系统脑电图的频率分析。” 当我阅读时，我发现，在Bressler和Freeman手稿的引言中，作者承认：“‘伽马波’这一术语由Jasper和Andrews用来描述人类脑电图中35–45Hz的低振幅、类贝塔波”（Jasper and Andrews, 1938）。Nihil sub sole novum（“太阳底下无新事”）。 Walter的记忆欺骗了他。但他并不是唯一一个被记忆欺骗的人。 在我自己的演讲中，我经常提到自己证明了抑制对伽马振荡的关键作用，并展示了我们论文中的令人信服的图表（Buzsáki, Leung, and Vanderwolf, 1983）。然而，当我想直接引用我们发表的文章时，我发现“伽马振荡”这个术语根本没有被提到。相反，我们用的是“海马快速波”这个术语。我的记忆也欺骗了我。 05 LTP为什么叫LTP容我先谈一段旧事。1980年，我在布达佩斯参加国际生理科学联合会（IUPS）会议，并首次见到了Per Andersen。他向我介绍了Carol Barnes。当时，Carol正与Bruce McNaughton在奥斯陆，与他一起进行学术休假期间的研究合作。 我邀请Carol去一家表演吉普赛音乐的餐厅共进晚餐。Carol带了两位绅士一同前来。在介绍时，我没能听清他们的名字。席间，他们问起我的研究，我向他们解释，我刚刚完成了一项关于CA1联合输入LTP的实验。 我礼貌地询问他们是否熟悉LTP及相关的可塑性现象。这时，Carol澄清说她的朋友是Tim Bliss和Graham Goddard（Carol是Graham的学生）。可以想象，能与这两位学术界的巨匠见面，我当时又尴尬又惊喜。 时间快进到几年后。1987年，第二届世界神经科学大会（IBRO）在布达佩斯举行，我与Helmut Haas决定在我的家乡佩奇（Pécs）组织一场与大会相关的卫星会议。 这是一场以“海马体突触可塑性”为主题的大型会议，汇聚了几乎所有该领域的重要研究者。原定的演讲嘉宾之一是Graham Goddard，但年初他在新西兰的Arthur's Pass国家公园，试图跨越一条因风暴而水位暴涨的河流时，不幸溺亡。 Graham当时年仅48岁，因发现“点燃现象”而享有盛名。Helmut和我决定将这场卫星会议作为对他的纪念，并邀请他的好友Tim Bliss发表专题演讲，以此向他致敬。 *点燃现象：Graham Goddard在1967年发现的一种神经可塑性现象，指的是反复给予大脑低强度的电刺激后，神经元的兴奋性会逐渐增强，最终可能发展为癫痫样发作。就像一个人开始时对某种刺激不敏感，但不断接受相同刺激后，会变得越来越敏感，最终即使没有外部刺激，也会表现出强烈的反应。大脑的点燃现象类似于这种“逐步强化”的过程。 Tim在发言中，满怀情感地谈起不同类型的可塑性及其与癫痫的关系。他说，他并不喜欢自己创造的术语LLP（长期增强，long-lasting potentiation），因为它读起来过于拗口。相比之下，Graham提出的LTP（长时程增强，long-term potentiation）要顺口得多。Tim提议将LLP改为LTP，以纪念Graham Goddard。LTP也因此成为了标准术语。这一难忘的时刻，让我们觉得，为组织佩奇卫星会议所做的所有努力都值得了。如今，神经科学的学生也只知道LTP，而不知LLP的故事了。 ▷长时程增强（LTP）是指在突触经过高频刺激后，突触强度的一种持久性增加。长时程增强的研究通常在海马体的切片上进行。在这些研究中，从细胞中进行的电记录被绘制在如图所示的图表中。此图表比较了经过 LTP 的突触和未经过 LTP 的突触对刺激的反应。经过 LTP 的突触对刺激的电反应通常比其他突触更强。图源：Wikipedia 06 从尖波涟漪到记忆巩固在Case Vanderwolf的实验室研究自由活动的动物时，我意外收获了另一个发现。在单单位记录（single-unit recordings）的时代，最重要的工具不是仪器，而是人的耳朵。耳朵就像一个傅里叶分析仪，经验丰富的研究者仅凭听觉就能察觉到最细微的变化。 我注意到，当实验鼠获得大量水作为奖励，或长时间静止时，偶尔会响起一种特别响亮的声音。我决定深入研究这个现象。 首先，我需要排除外部噪声和肌肉伪迹（muscle artifacts）。示波器屏幕上出现的信号模式表明，这实际上是由大量神经元同时放电产生的群体放电现象。 为进一步研究，我使用固定电极和可移动微电极，绘制了该放电事件的深度分布图。结果显示，尖峰活动伴随着CA1放射层（stratum radiatum）中的大幅负波，其深度分布与联合纤维诱发反应的分布几乎完全一致。 在切除隔区和内嗅皮层后，我发现这种活动模式源自CA3神经元的反复兴奋性侧支（recurrent excitatory collaterals），是一种内源性神经活动。我将其命名为“尖波”（sharp wave），并开始思考这样大规模的群体放电究竟有何作用。 大脑不会无缘无故地产生如此强烈的神经活动，一定有其特殊的功能。我最初的猜想是，它可能是一种教学信号*，用于诱导新皮层的可塑性，或许这正是LTP在体内的具体表现。毕竟，在切片实验中，短暂的200Hz刺激通常被用作诱导LTP的标准脉冲序列。 *教学信号：在神经科学中通常指的是一种用于引导神经网络学*和塑造突触连接的特殊信号。它类似于生物系统中的“监督信号”，可以促进突触可塑性，帮助神经系统调整自身的连接模式。 我第一次向他人提及尖波与可塑性可能存在关联时，听者正是诺贝尔奖得主David Hubel。Hubel教授当时来我们系访问，Case带他参观了我的实验室。他亲眼看到并听到实验鼠体内的尖波爆发后，评论道：“如果这不是癫痫活动，那它一定很重要。”他的话给了我极大的动力。 我没有分别撰写关于θ波、伽马波和尖波的三篇论文，而是将这三个相互关联的研究整合成了一篇长文，并附上了21幅图表。论文被接受后，我将手稿寄给了当时在多伦多做博士后的 Shinya Suzuki。他没多久就回传给我一张来自O’Keefe和Nadel著作中的图。那图里，展示了一种与尖波爆发（sharp wave burst）相似的模式，而他们将其称为“涟漪”（ripple）。 因此，在我后来的论文中，我将其称为“尖波-涟漪”（SPW-R），并认识到这是一种复合现象：来自CA3的兴奋性输入在CA1放射层引发一个汇点（即尖波）；随后，锥体细胞和中间神经元的强烈兴奋引发了一种短暂的快速振荡（即涟漪）。为全面揭示这一现象，许多实验室经过多年深入研究，才逐渐勾勒出更清晰的全貌。 ▷图：记录于CA3的尖波-涟漪示例。图源：Wikipedia 快进十年。在Rusty Gage的全力支持下，我成为了UCSD的一名独立研究员，并申请了许多资助，但全部遭到拒绝。尽管感到绝望，但也偶有亮光闪现。 我研究了一种去神经支配的海马体制备（通过穹隆伞切除实现），以诱发自发性癫痫样尖峰波。 当海马去除皮下神经支配后，尖波-涟漪（SPW-Rs）被转化为大幅度的间歇性尖峰波。同时，当我用单一脉冲刺激内嗅输入时，会诱发一种带有多个群体尖峰的独特时空事件。这些事件可以通过沿海马体长轴植入的8或12个记录点进行系统研究。 在高频刺激内嗅输入后，响应幅度并未只是均匀增加，而是出现了一种全新的、独特的时空模式。令人意外的是，CA1区域自发出现的群体事件（即“夸大的”尖波-涟漪，SPW-Rs），与这些诱发反应几乎完全一致，唯一的差别在于，这些自发的CA1事件之前并没有没有先激活齿状回。 当反转刺激极性并激活一组不同的穿通纤维轴突时，又引发了另一种独特的时空自发事件模式。值得注意的是，这些重复出现的自发模式仅在静止状态和非快速眼动（non-REM）睡眠期间观察到——这两种脑状态都为SPW-Rs的产生提供了有利条件。 我确信自己正在发现一些基本原理。这种现象似乎提供了一个可能的模型，展示了学*和记忆过程中可能发生的机制。 在学*阶段，新皮层的信息会改变CA3回馈系统中的突触连接；而在离线脑状态中，自发的 SPW-Rs会反复重现新形成的神经活动模式。这种由“学*”与“巩固”构成的两阶段过程，为情景记忆在单次经历后如何得以长期存储提供了一个可能解释。 ▷图：海马体记忆学*与巩固两阶段模型，Buzsáki, György. \"Two-stage model of memory trace formation: a role for “noisy” brain states.\" Neuroscience 31.3 (1989): 551-570. 我将数据展示给我的同事、UCSD的生理学家Phil Groves（以及Ted Bullock）。Phil对这些数据感到非常兴奋，于是安排了在下一周举行的一次即兴研讨会。 在研讨会上，我用黑板详细讲解了我提出的两阶段记忆模型。小规模的听众包括Phil、Reggie Bickford、Bob Livingston、Pat Churchland、新到任的Terry Sejnowski、Steve Hillyard，以及Francis Crick（Rusty当时不在）。 我们的讨论从上午10点一直持续到午餐时间，既令人振奋，又充满启发。我知道必须将这一发现记录下来，尽管并不确定以何种形式。Pat Churchland建议我撰写一篇综述文章，最终我完成了这篇文章（Buzsáki, 1989）。此外，她和 Terry 还慷慨地在他们即将出版的著作The Computational Brain中专门为“两阶段模型”提供了一个章节。 当然，若想真正印证这套理论，缺的还是清晰的神经元层面的直接证据。在我搬到罗格斯大学后不久，遇到了来自密歇根大学的硅探针发明者Ken Wise。我们联手设计了一款拥有24 个记录点、6根探针的多点探针，能够同时记录多达50个神经元的活动，并确认涟漪是锥体细胞与快速放电中间神经元之间的一种竞争现象（Buzsáki et al., 1992）。 真正的挑战在于数据存储。即使使用当时最先进的系统“DataMax”，我们仍无法存储超过10 分钟的连续数据流。我们无力购买多套系统以记录足够长的海马体数据，覆盖实验动物在新环境探索前后及睡眠状态的全过程。 尽管我们已获得一些关于学*诱导的重现现象的零散证据（Buzsáki et al., 1994），但宾夕法尼亚大学的George Gerstein建议我们不要使用成对相关数据（pairwise correlation data），而是采用他的“引力分析”方法。然而，该方法同样需要远超我们现在所有的大量数据。 与此同时，Matt Wilson和Bruce McNaughton提出了一个极具创新性的想法：仅选择并保存尖峰数据，并将多台计算机用于他们的四极探针记录任务。这一方法效果显著。在他们于 1994年发表在Science上的经典论文中*（Wilson and McNaughton, 1994），首次提供了清醒经历会重新激活的直接证据。随着计算机数据存储能力的快速提升，我们得以更深入地探索SPW-Rs的奥秘。 ▷*Wilson, Matthew A., and Bruce L. McNaughton. \"Reactivation of hippocampal ensemble memories during sleep.\" Science 265.5172 (1994): 676-679. 我的学生Zoltan Nádasdy通过多种方法，包括用CD播放器监听尖峰模式，发现SPW-R爆发期间单个神经元的放电序列会稳定重复，这反映了清醒经历的时间压缩印记（Nádasdy et al., 1999）。这是一个很好的开始，从此，我持续着对SPW-Rs的思考和研究。 07 我们的新框架在2001年荣获Cajal Club颁发的Cortical Discoverer奖后，我曾受邀为某本著名期刊撰写一篇综述。我想要充分利用这个机会，于是写了一篇探讨神经科学主流思路是否行得通的文章。我的核心论点是：神经科学中沿用的许多术语，都源自民间心理学（folk psychology），而这些词常常被同时用作“需要解释的现象”（explanandum）和“用来解释的概念”（explanans）这两种不同的含义。我担心，这种以人类自身视角为主导的框架，未必能给神经科学提供一条正确的路线图。 因此，我主张换个角度，重新切割大脑的各种“自然属性”。结果，一个月后我就收到了退稿信：“亲爱的Gyuri……希望你能理解，为了期刊的利益，我们无法刊登你的这篇文章。”然而，我在文中提出的问题却始终萦绕心头。搬到纽约大学后，我决定把这些思考写进一本面向更广泛读者的新书——The Brain from Inside Out。 自亚里士多德以来，许多思想家就认为，“心灵”或“灵魂”起初是一块白板（tabula rasa），经验在其上留下印迹。基督教与波斯哲学、英国经验主义乃至马克思主义理论等，皆深受此观念影响。近一个世纪以来，这种“由外到内”（outside-in）的视角也渗透到心理学与认知科学中，把心智看作“认识外部世界本质”的工具。然而，另一个主张则一直引领我的研究方向：大脑网络最主要的工作并非被动吸收外在信息，而是维持自有的内在状态，时时刻刻生成海量神经活动模式。这些原本并无“意义”的活动模式，一旦与动作或外界有用信号挂钩，就变得对机体至关重要。 因此，学*更像一场“匹配过程”，而非从零开始的计算。自这本书出版后，我不仅收到了来自神经科学同行和更广泛领域读者的反馈，还意外获得了美国出版商协会（Association of American Publishers）在2020年颁发的Prose Award，这令我深感荣幸。 其实，均衡、对称与“常态”主导着我们的思维和文化，也许是因为它们看上去简单易懂。在神经科学中，人们也往往倾向于寻求“典型”或“代表性”的神经元及动态模式。可当我们在大规模记录技术的帮助下，一次能采集数以百计、千计的数据并加以量化，就会发现一个截然不同的图景。 我们以及其他研究者注意到：在脑内的很多生理及解剖层面，“诸多参数的分布往往严重偏斜，并呈现明显的长尾特征（heavy tail），表明偏斜（通常是对数正态，lognormal）的分布方式，才是大脑结构与功能组织的根本”（Buzsáki and Mizuseki, 2014, p. 264）。换句话说，大脑并不是由无数功能近似、极具可塑性的成分拼凑而成，而是充满了多元化、并非人人均等的组织方式；它们依托于既定的神经联结和动力结构。学界常把这些预先存在的网络结构称为“吸引子”（attractors）或“流形”（manifolds），又或“神经图式”（neural schemata）。这一认识不仅影响了我们采集、分析和阐释数据的方式，也引出了全新的一套思考框架。 过去十年里，我们的大部分研究都在这个新框架下展开。尽管海马体依旧是我们的研究核心所在，但为更好理解其运算功能，我们也把目光投向与之相关联的脑区。将研究从海马扩展到“方向细胞”的探索令人倍感回报，因为实验结果显示，那些看似受外部控制的神经机制，其实高度依赖自主组织，在睡眠期间仍然存在（Peyrache et al., 2015）。另外，一系列实验也在检验：那些看似通过学*才形成的神经元模式，究竟在多大程度上早已预先存在（Grosmark and Buzsáki, 2016；McKenzie et al., 2021；Valero et al., 2022）。由此，我们更加关注神经元联结及生理交互的胚胎起源与先天局限。 与过去流行的“外部输入通过活动依赖的可塑性塑造连接和动态模式”的框架不同（“若共同发放，则携手相连”），我们发现，另一种情境也可能存在，“在一同出生的神经元，会一同联结并一起放电”（Huszár et al., 2022, p. 1210）。后来的研究更让我们惊奇：很多实验室都把海马体的尖波-涟漪视为认知层面的生物标记，但实际上，这种模式很早就已出现，远早于复杂的新皮层能够读出海马锐波中的记忆内容之时。我们还发现，这样的活动形式能减少体内细胞间隙中的葡萄糖含量；也就是说，“看似截然无关的认知与全身代谢两大过程，因海马尖波-涟漪而连接在一起，”让“记忆与代谢在机体内同时被调控”（Buzsáki and Tingley, 2023, p. 204）。 我常自我安慰说，手头正在写的论文就是目前“最重要”的工作。数十年来，我们对海马尖波-涟漪的专注与探究，最近终于有了更让人信服的解释。一直以来，人们都认为学*的过程需要某种“打标签”的步骤，但大脑究竟使用什么手段来给经验分门别类，始终缺少确凿证据。而我们发现，尖波-涟漪正是那把“筛选”的钥匙。只有当一段经历被尖波-涟漪标记后，它才会在后续的睡眠中反复“重放”。换言之，尖波-涟漪起到事后编辑的作用，决定了哪些信息该被保留下来，以备将来之需（Yang et al., 2024）。 我之所以无法在此细述过去数十年我们实验室里那些重要进展，也未能提及很多天赋异禀的学生、博士后与同事，是因为我在关键时刻或回忆时，大脑里恐怕没有产生足够的尖波来镌刻这些经历。不过，若想了解更多，可参看2019年的一张合影，当时在职和曾在职的实验室成员齐聚一堂，共同庆祝彼此的友谊（我那年恰好满70岁）。 ▷图：2019 年团队聚会。图源：https://Buzsákilab.com/wp/labmembers/ group-photos/ 08 后记读完本期特刊中的诸多故事后，我希望读者能够体会到，研究海马体是一种难得的殊荣。在这片学术园地里，有太多善良而慷慨的同行。回顾过去，我仍深感人们从一开始对我的支持与包容。初到美国时，我便被各系邀请做学术演讲，所到之处皆受热情接待，仿佛我已是一位颇具声望的人物。 我深知，自己永远无法完全回报这些同事及许多他人的慷慨与支持。但我始终努力去帮助那些真正需要且值得帮助的人。科学是由诚实且敬业的人共同创造的。它是一项人类合作的伟大事业。在海马体研究领域更是如此。 原文链接：Buzsáki, György. \"From Inhibition to Exciting Science.\" Hippocampus 35.1 (2025): e23659. 我们辅助2024年的Gyorgy Buzsáki写的神经科学简史做了内容补充和修改。其他注释及补充阅读： 颗粒细胞（granule cells）和锥体细胞（pyramidal cells）是大脑中两种主要的神经元类型。 内嗅皮层（Entorhinal Cortex） 是大脑皮层的一部分，位于海马体的前端，是信息进入和离开海马体的重要通路。它与学*、记忆和空间导航密切相关，特别是它的投射对θ波节律和记忆形成至关重要。内嗅皮层是海马回路的重要组成部分，在研究海马的功能时经常被提及。 CA3和CA1都是海马体的区域。 行为动物指没有被麻醉的清醒状态的动物。 在早期神经科学实验中，研究者会将神经元放电（尖峰活动）转换为音频信号，以便更直观地监控神经元的活动模式。 海马体形成（hippocampal formation）是一个解剖学和功能性术语，用于描述与海马体密切相关并在学*、记忆和空间导航中发挥作用的脑区集合。它不仅包括海马体本身，还包括一些相互连接、功能相关的结构。 支配（innervate）指神经纤维向目标组织（如肌肉、腺体或其他神经元）发送信号，以控制或调节其功能。 隔区（septum）：在神经解剖学中，隔区（septum）指的是大脑的中间结构，位于大脑半球的内侧，连接海马体和其他边缘系统结构。隔区在调节海马节律活动（如θ波）中起关键作用，特别是它的胆碱能和GABA能投射会影响海马的兴奋性和抑制性平衡。 高幅度场θ波（High Amplitude Field Theta Waves）： ●θ波（theta waves）是4-8Hz的脑电波，在记忆、导航和注意力任务中尤为重要，主要由海马体和内嗅皮层的神经元活动产生。 ●高幅度（high amplitude） 指的是这些θ波的电信号振幅较大，意味着神经活动更同步、更强烈。 ●场（Field） 指的是局部场电位（Local Field Potential, LFP），代表一群神经元的整体电活动，而不仅仅是单个神经元的放电。 简而言之，高幅度场θ波是指多个神经元同步产生的、较强的4-8 Hz脑电波，通常在学*和记忆过程中出现。 源与汇（sources and sinks） 在电生理学中： ●Source（源） 指的是电流离开脑组织的地方（相当于电场的正极）。 ●Sink（汇） 指的是电流进入脑组织的地方（相当于电场的负极）。 这些源和汇是由于突触活动导致的电流流动产生的。例如，当兴奋性输入到达树突时，树突可能是电流的汇，而胞体可能是电流的源。这意味着不同的脑区之间通过电流的流入和流出，形成了θ波这种节律性脑电活动。 可以把source（源）想象成水流从喷泉喷出的地方，而sink（汇）就像水流汇聚的池塘。脑中的“源”就是电流从某个地方流出的区域，而“汇”就是电流流入的区域。当这些“源”和“汇”以协调的方式工作，就能形成大范围的脑电波（比如θ波）。 海马切片（hippocampal slice preparation）是一种体外（in vitro）实验方法，研究者取出大脑中的海马体，并切成薄片（通常300-400微米厚），然后在人工脑脊液（aCSF）中保持其存活，以研究神经回路的活动。这种方法常用于研究神经传递、突触可塑性和电生理特性，因为它保留了海马的基本功能和连接，同时便于实验控制和记录神经活动。 为什么能用？ ●这种方法可以直接刺激和记录海马神经元的活动，避免了在体实验中的复杂变量（如全身状态、血液循环等）。 ●海马结构清晰，尤其是CA1、CA3区的回路在切片中仍然保留，适合研究突触传递和神经回路活动。 ●刺激和记录相对稳定，可以精确控制神经元的输入和输出，适合研究前馈抑制等现象。 什么是顺向刺激（orthodromic Stimulation）和逆向刺激（antidromic Stimulation）？ ●顺向刺激（orthodromic stimulation） 指的是刺激神经元，使其信号沿着自然的方向传递，例如在输入区域刺激，让信号向输出区域传播。 ●逆向刺激（antidromic stimulation） 则是刺激神经元，使信号逆着正常的方向传播，即从轴突端向胞体方向反向传递。 在这个实验中： ●顺向刺激 可能是指刺激内嗅皮层或CA3区，信号自然传播到CA1。 ●逆向刺激 则可能是指直接刺激CA1的轴突，让信号反向传递。 抑制性突触后电位（IPSPs） ●抑制性突触后电位（IPSPs，Inhibitory Postsynaptic Potentials）是神经元接收到抑制性输入时产生的电信号，它会让神经元更难以兴奋。 ●更大的IPSP振幅说明抑制效果更强，即神经元受到的抑制作用更明显。 在这个实验中，顺向刺激比逆向刺激诱发了更强的IPSP，说明前馈抑制的作用更强。 CA1锥体细胞 CA1 Pyramidal Cells 有什么特别之处？ ●CA1区 是海马的一个关键区域，主要负责信息整合和输出。 ●CA1锥体细胞（CA1 Pyramidal Cells） 是该区域的主要兴奋性神经元，具有长树突、锥形胞体，并在学*和记忆中发挥重要作用。 在这个实验中，研究者测量的是CA1锥体细胞的IPSPs，因为它们是海马回路中一个重要的计算节点。 为什么这是前馈抑制的有力支持？ 前馈抑制（Feed-Forward Inhibition） 指的是当一个输入不仅激活椎体神经元（如CA1锥体细胞），还同时激活抑制性中间神经元（interneurons），这些中间神经元会立即对椎体神经元施加抑制，从而调节信号传递的强度和时间。 为什么这个实验支持前馈抑制？ ●顺向刺激（orthodromic stimulation）引发更大的IPSP，说明当输入信号自然地到达CA1时，不仅直接兴奋CA1锥体细胞，还同时强烈激活了抑制性中间神经元，导致CA1的抑制性输入增强。 ●如果是逆向刺激（antidromic stimulation），它不会激活前馈回路，因此IPSP较小。 ●这个结果说明前馈抑制确实在CA1区发挥重要作用，控制信号的强度和节律。 运动神经元（motoneuron） 运动神经元（motoneuron） 是控制肌肉运动的神经细胞，位于脊髓或脑干，通过轴突将信号传递到肌肉，使其收缩。根据位置不同，运动神经元可以分为： ●上运动神经元（Upper motoneurons）：位于大脑皮层或脑干，向脊髓发送指令。 ●下运动神经元（Lower motoneurons）：位于脊髓前角，直接支配肌肉。 细胞外（extracellular） 细胞外（Extracellular） 指的是神经科学实验中记录神经元活动的一种方法，即在细胞外部放置电极，测量多个神经元的放电（动作电位）活动，而不直接刺入细胞内部。这种方法用于研究神经回路的整体活动，而不会破坏单个神经元。 腹内侧运动神经元池（Ventro-medial Motor Neuron Pool） ●Ventro-（腹侧）：指脊髓的腹侧（前侧），与背侧（dorsal）相对。 ●Medial（内侧）：指靠近中线的部位。 ●Motor Neuron Pool（运动神经元池）：指一组控制相同肌肉的运动神经元，它们共同作用以协调肌肉运动。 腹内侧运动神经元池 指的是位于脊髓腹侧、内侧的运动神经元群，通常负责控制躯干和近端肌肉（如躯干稳定和姿势调节）。 腹根（Ventral Root） 腹根（Ventral Root） 是脊髓的一部分，携带运动指令的神经纤维，将信号从脊髓传递到肌肉，使肌肉收缩。 脊髓神经根分为两部分： ●背根（Dorsal Root）：传输感觉信息（如疼痛、触觉）到中枢神经系统。 ●腹根（Ventral Root）：传输运动信号到肌肉。 在实验中，刺激腹根可以激活运动神经元，从而观察其在神经回路中的作用。 轴突侧支（Axon Collaterals） 轴突侧支（Axon Collaterals） 是指神经元的轴突在延伸过程中分出的分支，这些分支可以： ●与多个靶细胞形成突触，扩大信息传递范围。 ●反馈到自身或邻近神经元，调节神经回路的活动。 在Renshaw细胞的研究中，运动神经元的轴突侧支会激活局部中间神经元（Renshaw细胞），进而对自身施加抑制性控制，这是一种负反馈调节机制。 轴突（Axons） 是神经元用于传递信号的长突起，负责将电信号从胞体（soma）传输到突触（synapse），然后再传递到下一个神经元或肌肉细胞。 轴突是神经系统信号传输的主要结构，长度可以从几微米到超过1米（如脊髓到腿部的运动神经元轴突）。 在Renshaw 细胞的研究中，运动神经元的轴突发出侧支（axon collaterals），激活抑制性中间神经元，使其向运动神经元发送抑制信号，形成一种反馈抑制机制。 为什么要从细胞外记录（extracellular）改为细胞内记录（intracellular）？ 最初，Birdsey Renshaw 采用细胞外记录技术来观察运动神经元池的放电活动，这种方法适合记录多个神经元的整体活动，但无法直接测量单个神经元内部的电位变化。 John Eccles 的团队后来改用细胞内记录，主要是为了： ●更精确地测量神经元膜电位的变化，尤其是突触输入对单个神经元的直接影响。 ●观察兴奋性和抑制性信号的具体作用，比如超极化（hyperpolarization）如何影响神经元的兴奋性。 ●验证Renshaw细胞的抑制作用，通过直接记录运动神经元内部的电位，确凿地证明Renshaw抑制的存在。 换句话说，细胞内记录能提供更直接的证据，证明Renshaw抑制是真实存在的，并揭示其作用机制。 超极化（hyperpolarization），显著的超极化能证明什么？ 超极化（hyperpolarization） 指的是神经元膜电位变得比静息电位更负，这会抑制神经元的兴奋性，使其更难以产生动作电位（放电）。 在这个实验中： ●John Eccles团队观察到运动神经元在Renshaw细胞的作用下产生了显著的超极化，这表明Renshaw细胞确实对运动神经元产生了抑制作用。 ●这个现象与回馈抑制（recurrent inhibition）的理论相符，进一步证明Renshaw细胞在运动神经系统中的调节作用。 结论：这个发现直接证实了Renshaw抑制的存在，并揭示了其作用机制——当运动神经元发放动作电位时，它们的轴突侧支会激活Renshaw细胞，而Renshaw细胞反过来对运动神经元产生抑制作用，防止其过度放电。 篮细胞（basket cell） 篮细胞是一种抑制性神经元，它的轴突像“篮子”一样包围其他神经元的细胞体，主要作用是调节大脑中的信息传递，防止过度兴奋，帮助维持神经活动的平衡。wikipedia 回馈抑制（recurrent inhibition）和前馈抑制（feed-forward inhibition） 回馈抑制（recurrent inhibition），又名Renshaw抑制 前馈抑制（feed-forward inhibition） 图片来源于视频： https://www.youtube.com/watch v=qS-BN5j8oWE “然而，在大多数研究人员，尤其是心理学家的观念中，只有一种抑制功能（即回馈抑制）存在。” 这句话的意思是，在20世纪中期，大多数神经科学家（尤其是心理学家）只认可回馈抑制作为大脑中的主要抑制机制，而忽略了前馈抑制的存在或重要性。 瑜伽士（Yogis） 指的是长期修*瑜伽、专注于冥想和精神修炼的人，尤其是在印度传统中，瑜伽士通常是追求自我超越和灵性觉醒的修行者。 三摩地状态（Samadhi） 三摩地（Samadhi）是瑜伽和印度哲学中的一种深度冥想状态，被认为是意识完全专注、超越个体自我，并与更高智慧或宇宙合一的境界。在这一状态下，个体可能体验到极度的平静、专注和超然意识，并且在某些情况下，大脑活动会呈现稳定的40Hz伽马波，这被认为与高度认知和意识觉醒相关。 学术休假（sabbatical time） Sabbatical 指的是学术休假，通常指大学教授或研究人员在长期教学或科研工作后，休假一段时间，用于专心研究、进修、写书或与其他机构合作。 ●通常为半年或一年，学校仍然提供薪资或部分薪资支持。 ●目的：让学者有时间专注于科研、拓展学术合作或探索新领域，而不是被日常教学和行政工作占据。 ●常见于欧美高校，如美国、欧洲的大学会鼓励教授在任职几年后申请 sabbatical，以促进学术创新和合作。 在这个语境下，Carol Barnes和Bruce McNaughton可能正在奥斯陆的某个研究机构或大学，与 Per Andersen 一起进行短期合作研究，而不是单纯的“度假”。 Tim Bliss和Graham Goddard Tim Bliss是LTP研究的奠基人，而Graham Goddard也是突触可塑性领域的重要人物。 点燃现象（Kindling Phenomenon） 点燃现象（Kindling）是Graham Goddard在 1967 年发现的一种神经可塑性现象，指的是反复给予大脑低强度的电刺激后，神经元的兴奋性会逐渐增强，最终可能发展为癫痫样发作。 主要特点： 1.低强度刺激本身不会立即引发癫痫，但随着刺激的累积，大脑的反应会逐渐增强。 2.最终，哪怕不再施加刺激，神经元仍然会异常放电，表现出癫痫样的发作。 3.这种突触可塑性机制被认为与学*、记忆，以及癫痫发生机制有关。 点燃现象的科学意义： ●癫痫研究：Kindling是研究癫痫如何逐步发展的重要模型，被广泛用于探索癫痫发作的神经机制。 ●突触可塑性：它表明神经系统在反复刺激下会发生长期变化，这一原理也适用于学*和记忆的研究。 ●神经精神疾病：点燃现象可能与焦虑、抑郁、创伤后应激障碍（PTSD）等相关，因为这些疾病可能涉及大脑的异常可塑性。 简单比喻： 就像一个人开始时对某种刺激不敏感，但不断接受相同刺激后，会变得越来越敏感，最终即使没有外部刺激，也会表现出强烈的反应。大脑的点燃现象类似于这种“逐步强化”的过程。 教学信号（Teaching Signal） 教学信号（Teaching Signal）在神经科学中通常指的是一种用于引导神经网络学*和塑造突触连接的特殊信号。它类似于生物系统中的“监督信号”，可以促进突触可塑性，帮助神经系统调整自身的连接模式。