《Neuropsychologia》:Paradoxical Inhibition of Autonomic Output Following Cortical Suppression: When Inhibiting an Inhibitor Results in More (Not Less) Inhibition.
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杰森·J·布雷思韦特(Jason J. Braithwaite)|朱利奥·鲁菲尼(Giulio Ruffini)|海登·法雷利(Haydn Farrelly)|里卡多·萨尔瓦多(Ricardo Salvador)|海莉·杜威(Hayley Dewe)|沙尔马利·D·乔希(Shal
杰森·J·布雷思韦特(Jason J. Braithwaite)|朱利奥·鲁菲尼(Giulio Ruffini)|海登·法雷利(Haydn Farrelly)|里卡多·萨尔瓦多(Ricardo Salvador)|海莉·杜威(Hayley Dewe)|沙尔马利·D·乔希(Shalmali D. Joshi)|德里克·G·沃森(Derrick G. Watson)|让-菲利普·蒂维尔热(Jean-Philippe Thivierge)
兰卡斯特大学心理学系
摘要
在脑刺激中存在一种悖论效应:抑制某个被认为具有抑制作用的区域反而会导致下游的抑制作用增强(而非减弱),这挑战了关于兴奋与抑制相互作用的传统简化假设。乔希等人(2024年)的研究表明,对右侧腹外侧前额叶皮层(rVLPFC)进行优化的多通道经颅直流电刺激(MtDCS)能够增强自主皮肤电导反应(SCRs)的抑制效果。然而,这种现象仅出现在具有皮层过度兴奋迹象的个体中,并且仅发生在阴极刺激条件下。这种抑制效应对基于极性的简单功能模型提出了挑战,因为这些模型假设兴奋或抑制的结果是固定的。我们认为,这种“悖论性抑制”可以通过系统层面的机制(如精确预测编码和皮层增益控制)来解释。我们进一步探讨了如何将抑制稳定网络(ISNs)等微观电路模型扩展应用,以解释这些悖论性结果。总体而言,这些研究表明,在显著性增强和特质脆弱性较高的情况下,抑制兴奋驱动可能会引发更强的抑制反应,作为一种稳定机制。这挑战了传统的神经调节因果模型,并强调了需要纳入新兴网络动态的理论。作为研究悖论性现象的新视角,这些发现需要通过仔细的重复实验和扩展研究来进一步探讨被抑制的兴奋如何触发分布式神经系统中的稳定抑制作用。
部分摘录
背景
人脑由大量相互连接的兴奋性(E)和抑制性(I)神经元网络组成,这些神经元共同支持稳定的信息处理(Haider等人,2006年;Litwin-Kumar和Doiron,2012年)。兴奋性锥体神经元跨越皮层层叠并在不同脑区之间传递信号,构成了前馈和反馈信号传递的主要基础。抑制性中间神经元在调节信号时序、皮层增益以及防止神经元过度兴奋方面起着关键作用。
结论
脑刺激研究中的非典型现象并非首次出现。虽然这些现象常被视为异常,但实际上它们可能揭示了目前尚未充分理解的大脑计算基本原理。这些效应远非简单的奇观,它们挑战了基于极性的线性假设,并可能为理解大脑功能和神经调节提供新的思路。在本文中,我们重点关注了一种特定形式的悖论性结果:即抑制某些神经活动反而可能导致更强的抑制效应。
CRediT作者贡献声明
让-菲利普·蒂维尔热(Jean-Philippe Thivierge):撰写——审稿与编辑、初稿撰写、概念构思。海莉·杜威(Hayley Dewe):撰写——审稿与编辑。里卡多·萨尔瓦多(Ricardo Salvador):撰写——审稿与编辑、可视化设计。德里克·G·沃森(Derrick G Watson):撰写——审稿与编辑、初稿撰写。沙尔马利·D·乔希(Shalmali D. Joshi):撰写——审稿与编辑、初稿撰写。杰森·约翰·布雷思韦特(Jason John Braithwaite):撰写——审稿与编辑、初稿撰写、项目管理、研究设计、概念构思。
Braithwaite等人,2013年;Datta等人,2008年;Ffytche等人,1998年;Ffytche,2008年;Tamás等人,2003年。
致谢
本研究得到了主要作者(JJB)所获得的UKRI/BBSRC资助机构(项目编号APP61288)的研究资助。我们感谢BBSRC的慷慨支持。