2024-06-23 10:21 来源：本站编辑
在一个外部和内部刺激会使我们整个身体系统失去平衡的世界里，我们的大脑如何防止自己受到过度刺激呢?
答案在于我们的大脑维持神经兴奋(E)和抑制(I)平衡的能力，即E/I比率。通过调节E/I比率，大脑可以防止过度刺激和刺激不足。
儿童E/I比值随着健康发育而降低。根据新加坡国立大学医学院睡眠与认知研究中心的研究人员的研究，E/I比较低的孩子在记忆力和智力等认知测试中比同龄人表现更好。
为了找出E/I比率与大脑成熟之间有意义的联系，由四年级博士生张韶诗、新加坡国立大学医学院睡眠与认知中心副教授托马斯·杨、明尼苏达大学助理教授巴特·拉尔森和宾夕法尼亚大学副教授西奥多·萨特思维特领导的研究小组，通过研究885名儿童的MRI脑部扫描，研究了青少年E/I比率的变化。来自美国的青少年和年轻人以及来自新加坡的154名儿童。
E/I比率是在整个童年和青春期不断变化和发展的一个方面。新加坡的数据队列来自GUSTO，这是新加坡规模最大、最全面的出生队列研究，旨在帮助下一代变得更健康。
被描述为大脑的阴阳，研究人员发现，过度兴奋或过度抑制可能是有害的，导致患大脑疾病的风险更高，如自闭症、阿尔茨海默病和精神分裂症。
在不太严重的情况下，过度兴奋的人可能会在社交场合过度思考，导致焦虑。事实上，减轻焦虑症状的常用药物是阿普唑仑，它能增强神经抑制，从而减少神经兴奋。在更严重的情况下，过度兴奋会导致癫痫发作。
另一方面，过多的抑制表明大脑活动缺乏，实际上使人处于植物人状态。因此，需要抑制来平衡兴奋。总的来说，平衡的E/I比率对大脑功能良好很重要。
尽管E/I对大脑健康很重要，但如果不使用侵入性技术，很难测量其在人脑中的比例。因此，该团队开发了一种技术，将人工智能和生物物理建模相结合，从非侵入性、非放射性MRI扫描中推断出E/I比率。研究小组通过一个实验证明了他们估计的E/I比率的有效性，在这个实验中，参与者服用抗焦虑药物(Xanax)或安慰剂。
研究小组的假设是，一旦摄入阿普唑仑，抑制作用会增强，因此整体E/I比率会下降。为了验证这一假设，研究小组在两个不同的场合对健康个体进行了扫描。参与者在一次核磁共振检查前服用阿普唑仑，在另一次核磁共振检查时服用安慰剂。对于一些参与者，可能在第一次会话中使用Xanax，而对于其他人可能在第二次会话中使用Xanax。
参与这项实验的所有人都不知道核磁共振成像是安慰剂还是抗焦虑药物。研究小组发现，与安慰剂相比，参与者服用Xanax后，估计的E/I比率标记物确实更低，从而验证了他们的技术。
研究小组随后使用核磁共振脑部扫描来研究来自新加坡和美国的1000多名儿童、青少年和年轻人的大脑发育情况。他们发现，E/I比率随着健康发展而下降。
接下来，为了建立E/I比率和认知功能之间的联系，研究小组根据参与者在某些认知测试中的得分，将年龄在7岁到23岁之间的参与者分为高表现组和低表现组。他们发现，高表现组的智力/智力比同龄组低，这表明认知能力在发育过程中随着智力/智力比的成熟而提高。
除了对神经发育的研究之外，该团队还热衷于通过研究健康参与者和与精神障碍作斗争的患者之间的E/I比率的差异，将他们的方法应用于对各种脑部疾病的机制洞察。该团队还旨在研究E/I比率如何随着人们年龄的增长而变化，以深入了解神经退行性疾病，如阿尔茨海默病。
来自新加坡国立大学设计与工程学院的杨副教授是这项研究的首席研究员，他补充说:“我们的发现增强了我们对大脑发育的理解，并强调了理解青少年精神病理学出现的潜在途径。
“希望这些发现能让我们弄清楚哪些大脑回路容易过度兴奋或过度抑制，或者找出个别患者特定的大脑异常区域。”这可以更清楚地说明如何根据个人定制药物或大脑刺激，从长远来看，这将塑造大脑疾病的治疗过程。”
这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上，标题为“体内全皮层兴奋抑制比标记物指数青少年皮层成熟度和认知能力”。
更多资料:张少石等，兴奋抑制比在体内全皮层标记物对青少年皮层成熟度和认知能力的影响，美国国家科学院院刊(2024)。DOI: 10.1073 / pnas.2318641121引文:大脑中的神经平衡与大脑成熟和更好的认知能力有关，研究发现(2024,6月13日)检索自https://medicalxpress.com/news/2024-06-neural-brain-maturity-cognitive-ability.html。本文受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
