復旦大學腦科學研究院、復旦大學醫學神經生物學國家重點實驗室研究員禹永春與傅穎慧等，經多年研究發現，先驅中間神經元在大腦皮層發育早期神經元同步化放電和神經環路建立中發揮關鍵作用，并首次闡明了大腦皮層神經網絡建立的“無尺度”特性。近日，相關論文在線發表在國際學術期刊《e生命》上。

大腦皮層是極為復雜的系統，包含100億個左右的神經元，神經元之間形成錯綜復雜的神經網絡，負責處理和執行各種腦高級功能，如學習、記憶等。神經元是如何逐步裝配成一個功能性網絡的？大腦皮層神經網絡形成有什么特點？這些是目前腦科學研究面臨的重要問題。受啟發于星際網絡等其他復雜網絡的建立及計算神經科學目前所取得的成果，禹永春及其課題組成員推測大腦皮層神經網絡的建立符合“無尺度”特性，即大腦皮層網絡在發育過程中存在樞紐神經元，這些樞紐神經元在大腦皮層神經網絡建立中起到了至關重要的作用。同時，他們推測大腦皮層中最先遷移至腦皮層并成熟的先驅中間神經元最有可能成為樞紐神經元。

為了證實這些假設，課題組利用轉基因小鼠在體標記了先驅中間神經元，系統研究了先驅中間神經元電生理、形態學以及分子表達特性。研究發現，相對于晚期產生的中間神經元，先驅中間神經元可與更多的興奮性神經元形成突觸聯系。在發育早期刺激單個先驅中間神經元，可以影響整個大腦皮層同步化網絡放電活動。進一步地選擇性“殺死”先驅中間神經元，可顯著影響皮層同步化網絡放電活動，以及興奮性神經元抑制性突觸輸入。該研究闡明了大腦皮層神經網絡建立的“無尺度”特性，對理解大腦皮層神經網絡發育具有重要意義。