17、皮质神经元合成树突生成模型

皮质神经元合成树突生成模型

1. 引言

多年来，得益于体内和体外多种研究方法的应用，神经科学取得了显著进展。然而，神经系统的研究仍面临诸多限制，主要源于以下三个因素：
- 元素数量众多；
- 元素间存在复杂的相互作用网络；
- 对这些相互作用的功能意义了解有限。

为克服部分限制，人们提出了模拟和建模机制，以应对神经系统固有的复杂性。这些机制借助新工具的发展，并与实验室的实验研究相结合。

一般来说，神经元具有丰富多样的形状、大小以及不同的树突和轴突分支模式。其中，皮质锥体神经元的细胞体呈典型的金字塔形，会产生顶树突和基树突。它们的轴突会离开细胞体所在的起源区域，因此也被称为投射神经元。

神经科学的主要挑战之一是明确神经系统的详细结构设计，这是理解神经回路如何促成神经系统功能组织的首要步骤。新皮质因其与哺乳动物多种行为的直接关联，成为众多理论家和实验者的研究焦点。在新皮质中，锥体神经元是功能组织的关键元素，它们是最丰富的皮质神经元类型（占比 70 - 85%），也是皮质兴奋性突触的主要来源。锥体神经元构成了绝大多数投射神经元，并通常根据其投射部位和终末轴突分支模式进行细分。此外，锥体神经元的树突表面除了直接从细胞体发出的近端无棘段外，均覆盖着树突棘。这些树突棘是兴奋性突触的主要突触后成分，被认为对记忆、学习和认知至关重要。树突的不同区域存在不同输入的空间分隔，可分为两个主要部分：带有侧支和树突簇的顶树突，以及基树突。基树突约占皮质锥体神经元树突长度的 90%，因此是锥体神经元突触输入的主要来源。

正因如此，许多研究人员对锥体神经元的微观解剖结构分析感兴趣，因为这是更好理解皮质信息处理的绝佳工具。基于真实皮质回路的神