神经生物学|早产婴儿大脑为什么主动放电？

eLife文章报道，特殊脑区“岛叶皮层（insula也称insular cortex）”对“自发神经元放电”起主要作用。

　　

高幅度的自发神经元放电（spontaneous neuronal bursts）之源对早产婴儿大脑健康发育至关重要。

自发脑放电能增强大脑连接，并随年龄增长辅佐大脑发育。一些研究发现，缺乏这种大脑活动的婴儿长大后更容易患脑瘫或低认知能力障碍。

“虽然我们还不清楚诱发神经元自主放电的触发条件，但据我们观察健康婴儿发现，早产婴儿有，足月婴儿无。如果早产婴儿无，或足月后依然存在则是一个坏的迹象，”文章通讯作者伦敦大学学院（UCL）生物科学家Lorenzo Fabrizi博士说。“早产婴儿的大脑不只是缩小版的成年人大脑，而是专门为了应对外部世界而设计的独立版本。”

在这项研究中，课题组以10个健康早产婴儿（妊娠时间32-36周）为研究对象，通过两种技术手段，脑电图（EEG）和功能磁共振成像（fMRI），鉴定出了最常见的“δ发电事件”的源头。

由于EEG并不能提供精确的空间信息，因此研究人员需要将神经活动时间与脑血液流量信息（fMRI度数）进行匹配以获得更好的空间数据。

让婴儿们戴上特制的电极帽子，读取EEG数值，睡觉时把婴儿放入核磁共振仪扫描。由于这两项技术从未被同时作用于婴儿，所以研究人员必须非常小心，以确保婴儿在实验过程中的安全，这是一个极具挑战性的实验。

研究人员发现，自发神经元放电来自岛叶皮层，这里是发育皮层最密集的区域之一。

作为一个短暂的放电事件的来源，岛叶皮层对大脑成熟的作用可见一斑。有关岛叶皮层对早产婴儿的作用还需要进一步的动物模型和人体实验研究。

“这项研究不仅探索了早产婴儿发育障碍的深层次原因，还对监测早产婴儿脑部发育提供了一个新起点。大多数大脑早期发育研究都在关注结构，而不是功能。我们希望，我们的方法可以帮助提高人们对出生前的大脑功能的认识，”文章一作Tomoki Arichi博士说道。

原文标题：Localization of spontaneous bursting neuronal activity in the preterm human brain with simultaneous EEG-fMRI