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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2025-03-05
摘要
癲癇發作期間神經元活動透過網路傳播，在多個尺度上參與大腦動態。這種傳播事件可以透過雪崩框架來描述，該框架可以將微尺度的時空活動與全球網路屬性連結起來。有趣的是，在健康網路中傳播雪崩表明了臨界動態，其中網路被組織為相變，從而優化了某些計算特性。有些人假設癲癇發作的病理性大腦動力學是微型神經元網路的新興特性，共同驅使大腦遠離臨界狀態。證明這一點將提供一種統一的機制，將微觀時空活動與癲癇發作期間出現的腦功能障礙聯繫起來。在這裡，我們使用 GCaMP6 幼蟲斑馬魚（雄性和雌性）在單神經元分辨率下的體內全腦雙光子成像，研究了藥物誘發的癲癇發作對關鍵雪崩動力學的影響。我們證明，整個大腦的單一神經元活動在癲癇發作期間表現出關鍵統計數據的缺失，這表明微觀活動共同驅動宏觀動態遠離關鍵性。我們也建立了幼蟲斑馬魚大腦規模的尖峰網路模型，以證明只有密集連接的網路才能使全腦癲癇發作動力學遠離臨界狀態。重要的是，這種密集的網路還會破壞關鍵網路的最佳運算能力，導致混沌動力學、網路回應特性受損和黏性狀態，有助於解釋癲癇發作期間的功能損傷。這項研究彌合了微觀神經元活動與癲癇發作期間出現的宏觀動力學和認知功能障礙之間的差距。