文 | 追问nextquestion，作者 | Author György Buzsáki（纽约大学医学院Biggs神经科学教授；美国科学院院士）

主要研究兴趣是“神经语法”（neural syntax），即分离的神经信息是如何被神经元节律组织起来，从而支持认知功能的。他是神经振荡领域众多奠基性文章的作者，他厘清了海马θ波、伽马振荡和尖波（及其相关快速振荡）的细胞-突触学基础，并阐明了这些振荡之间以及它们与行为和睡眠之间的联系。他率先证明了GABA能中间神经元在网络振荡中的作用。他最具影响力的研究莫过于“记忆痕迹巩固的双阶段模型”，该模型揭示了在学习过程中，经新皮层调控的信息会短暂地改变海马网络，而后在睡眠期的尖波-涟漪活动中被重新激活并得到巩固。Buzsáki还发现，即便在外界环境信号不变的情况下，皮层回路仍会持续自发地生成自组织的细胞集合序列，这一结论为认知功能的神经元集合理论提供了重要佐证。他的实验显示，偏态放电率分布有助于神经网络保持鲁棒性、敏感度、可塑性和稳定性。在技术创新方面，他也做出了开创性贡献，例如利用硅芯片进行大规模记录的方法，以及可用于动物及病患的有机柔性电极系统NeuroGrid。其著作Rhythms of Brain是该领域的经典之作，此外还著有The Brain From Inside Out。

我很幸运能够成为海马体研究故事的一部分。虽然没能参与它最初的萌芽，但也陪它走过了几十年。能在这个领域工作，是我的莫大荣幸。正如我接下来要讲述的，科学是由科学家共同造就的。在过去的岁月里，我最激烈的竞争对手，最终成了我亲密的朋友。我希望海马体研究领域能永远保持这种氛围。

01 引言

通常，只有在回头反思时，发现才真正成为“发现”——当科学共同体认可某些关键的观察和洞见，并赋予它们名称和时间标记时。尽管有些事件被称为里程碑，但科学的进步本质上是循序渐进的。很难指出哪个重要的科学见解是凭空出现、毫无根基的。第一人称的回忆往往并不可靠。我们很难准确追溯记忆的起点，甚至常常需要确认一个想法究竟是自己的，还是在不知不觉中潜入了我们的思维。

每一位投身于我们热爱的海马体研究领域的人都深知，记忆是最不可靠的存在。当我们回顾人生经历时，过去的片段不可避免地与上一次、乃至这一次的回忆交织在一起。豪尔赫·路易斯·博尔赫斯（Jorge Luis Borges）曾以诗意的方式道出这一真理：“当我们记住某件事时，我们记住的是它本身，还是我们上次记住它的情景？”（摘自Funes the Memorious）。因此，我们引以为傲的成就，往往在自己与同事眼中并不相同，这也不足为奇。正因如此，与其讲述我的“重大发现”，我更愿意分享一些我年轻时在海马体研究领域冒险的故事。

02 前馈、反馈以及多城市的旅程

我接受了人生中第一个（也是当时唯一一个）在美国工作的邀请——来自得克萨斯大学圣安东尼奥分校（UTSA）健康科学中心的Eduardo Eidelberg教授，他是一位神经外科医生兼脊髓专家。当我向他概述我对于海马的宏大的研究计划时，他微微点头，却提醒我：“年轻人，你唯一能证明的，就是Ramón y Cajal*是对的。” 对我而言，这倒不算是令人失望的结果。

▷Ramón y Cajal：西班牙神经科学家，被誉为“现代神经科学之父”，因提出神经元学说（Neuron Doctrine）而获得1906年诺贝尔生理学或医学奖。他的理论神经元学说（Neuron Doctrine）的核心观点是：一、神经系统由独立的神经元组成，它们是离散的个体细胞，而非像之前认为的那样连成一片。二、神经元通过突触相互通信，而不是直接相连的“连续网络”。三、信息沿着神经元单向传递（树突 → 细胞体 → 轴突）。本文作者的目标是研究抑制性中间神经元的作用，而这正是在Cajal的神经元学说之上进一步验证和扩展他的理论。图源：Cordon Press

我继续我在匈牙利佩奇市（Pécs）展开的研究工作（Buzsáki & Czéh, 1981），寻找海马体中前馈抑制的证据。实际上，反馈与前馈控制的概念早已深植于我的脑内，这源自我年少时作为无线电爱好者的经历——当时，我曾尝试为短波无线电发射机的调谐振荡器稳定频率。此外，在一个压抑的政权下生活，也让我对“抑制”这一概念本身着迷。

Fox和Ranck Jr.（1975）曾假设，那些在海马体中快速放电的细胞是抑制性中间神经元。而我的目标就是记录这些被推测为抑制性的细胞，并证明它们会在颗粒细胞（granule cells）或锥体细胞（pyramidal cells）激活之前做出反应。

花了好些时候，我才把实验室设备凑齐。但我在几周内就让实验室运行起来。我的妻子最开始被匈牙利当局“扣留”在国内。我独自一人在美国，下定决心要找到中间神经元。为了减轻孤独感，我制定了最简单的日程安排：早晨步行去实验室，长时间工作，晚上回家睡觉。

1980年的圣诞节前夜，我发现了四个漂亮的推测性中间神经元（putative interneurons），它们在锥体细胞群体放电前2-3毫秒抢先放电。那个瞬间，我欣喜若狂，以至于把胶片过度显影，结果上面记录的尖峰信号几乎难以辨认。为了让今天的读者更好的理解，我做一些补充说明：这些诱发的反应显示在示波器屏幕（oscilloscope screen）上，为了记录，我们只能用相机实时拍照留证。

接下来的几个月，我继续追踪这些中间神经元。我发现它们与θ波同步地以节律性放电。我收集到有力的证据表明，兴奋性输入既会兴奋中间神经元，也会兴奋椎体神经元。然而，由于中间神经元的突触传递更强，或者其膜的充电速度更快，它们会率先放电，从而抑制或延迟其所支配的椎体神经元的放电。这些数据明确支持了前馈抑制（feed-forward inhibition）的存在。

▷图：右图，前馈抑制（feed-forward inhibition）是指，通过抑制拮抗通路的活动来加强当前通路的活动强度。也就是我在激活 A 的同时，抑制 B。左图，反馈抑制（feedback inhibition）则是机体为了避免激活强度过大或者激活持续时间过长，会在激活某一通路的同时，返回一个抑制信号，将激活水平维持在一定强度或控制激活的时长。也就是自己抑制自己。灰色为皮层主要细胞；红色为兴奋性突触；蓝色为抑制性突触。图源：Isaacson, Jeffry S., and Massimo Scanziani. "How inhibition shapes cortical activity." Neuron 72.2 (2011): 231-243.

此外，我还发现，通过联合纤维刺激*激活中间神经元，会削弱内嗅皮层（entorhinal）输入诱发的反应，这表明海马体CA3区域和内嗅皮层的传入信号（entorhinal afferent），会对海马体CA1 锥体细胞的调控上形成某种竞争。

* 联合纤维（commissural fiber）在海马体中连接左右半球，通过跨侧CA3→CA1传递信息，调节学习和记忆，而联合纤维刺激（commissural stimulation）则用于研究这些信息传递过程及其对神经元活动的影响，特别是前馈抑制机制。

最后，我的研究还发现，对内嗅输入进行高频刺激后，中间神经元对后续单脉冲（single pulses）的放电概率显著增加，并可持续数小时——这首次证明了抑制的长期增强（LTP, long-term potentiation）。

在与Eduardo共同发表的论文中，我们总结道：海马体中的中间神经元可以被各种传入输入直接驱动。因此，椎体神经元可能以前馈方式被抑制。此外，传入海马体的输入同时支配中间神经元和椎体神经元，而椎体神经元的兴奋性取决于这两种细胞类型的输入强度的相对比例。

▷György Buzsáki。图源：https://med.nyu.edu/faculty/gyorgy-buzsaki

1981年夏天，我驾车前往加利福尼亚，中途在亚利桑那州的图森停留。出发前，我给几位在文献中久仰大名的神经科学家写了信，礼貌询问是否可以拜访他们的实验室。

在图森，我的接待人是亚利桑那大学生理学系的教授Doug Stuart，他专攻运动控制和肌肉疲劳，这与他本人曾是跳高运动员的经历不无关系。1954年，他还代表加拿大参加了在温哥华举行的大英帝国及英联邦运动会。

Doug向我介绍了解剖学教授Jay B. Angevine，他对海马体中的成年神经发生（adult neurogenesis）颇感兴趣。但最让我惊讶的是，在实验室里，他的腰间竟然佩戴着一把枪。原来，Jay还是一名兼职副警长。这让我意识到，神经科学家不仅探索大脑的奥秘，还常常拥有各种意想不到的身份和经历。

从炎热的山区来到圣迭戈，就像是升入天堂。我拜访了布朗克斯退伍军人管理医院的Larry Squire和Stuart Zola-Morgan，以及索尔克研究所的Max Cowan，他向我介绍了Larry Swanson和David Amaral。圣迭戈的神经科学家密度之高令我震撼。

这次旅程的科学亮点当属加州大学欧文分校。Jim McGaugh和Charles（Chuck）Ribak各自邀请我做了一场讲座（提醒一下：当时我还只是一个来自铁幕后的博士后）。Jim还安排我们住在豪华的拉古纳海滩酒店，并邀请我们到他家共进晚餐，我们在那里见到了他来自巴西的终生好友Ivan Izquierdo。几年前，Jim和他的妻子Becky也曾到匈牙利拜访过我们。

在解剖学系的研讨会上，我的前馈抑制观点遭到了强烈反对。讽刺的是，生理学专家们坚持认为，只有生理学数据难以令人信服，还需要解剖学证据。我们的激烈辩论激发Chuck在接下来的几年里，与我在佩奇的同事László Seress携手合作，致力于为前馈抑制提供所需的结构性证据（structural evidence）。

这次旅程的最后一站是旧金山地区。在加州大学伯克利分校的讲座上，只有六位听众，其中包括嗅觉生理学家Walter Freeman、正在访问伯克利的“味觉厌恶学习”（即加西亚效应，Garcia effect）发现者John Garcia、神经可塑性研究的先驱MarkRosenzweig，以及我的东道主JoeMartinez和他的两名学生。我提醒自己：质量胜于数量。

顺便一提，我从Jim McGaugh那里得知，John Garcia曾被他的导师Edward Tolman认为是“无可救药”的学生。在加州大学伯克利分校的草坪上，我与这位曾是农民、机械师、士兵，并通过G.I.法案资助入学的伯克利大学辍学生共进午餐，并就学习形式（forms of learning）进行了长时间，生动的讨论。他在没有博士学位的情况下，就在Science上发表了关于条件性味觉厌恶效应（conditioned taste aversion effect）的第一篇论文。听了他的故事，我告诉自己，永远不要对学生做出过早的判断。

▷图：John Garcia，美国心理学家。

我们还开车前往斯坦福大学拜访Richard Thompson，他是当时学习与记忆领域一位重要的神经生理学家。他很友好地邀请我以博士后的身份加入他的实验室，但从技术复杂性上看，我认为他的实验室有些令人失望。此外，我渴望在行为动物（behaving animal）中找到前馈抑制的证据，而我在圣安东尼奥的所有实验都是在麻醉的大鼠身上进行的。

幸运的是，Brian Bland邀请我去他位于加拿大卡尔加里的新实验室，共同开展海马体研究。Brian刚从挪威奥斯陆的Per Andersen实验室归来，干劲十足，想法多多。我的妻子最终获得了匈牙利的出境签证，可以与我一起前往德克萨斯州。我们从圣安东尼奥开车到加拿大，并在感恩节当天抵达卡尔加里。我们在Bland家住了几天。长途驾驶后疲惫不堪的我们第二天睡到很晚，结果我未来的博士后导师竟然把早餐端到我们的床边！（读到这段文字的博士后们，恐怕没有类似的经历吧？）

然而，就在那天晚些时候，Brian告诉我一个坏消息。阿尔伯塔遗产基金会的资金已经耗尽，博士后项目也被终止。简单来说，我失去了资助。但我并没有惊慌。我对不确定性习以为常，更重要的是，我还年轻。我计划在Brian和我认识的人中联系尽可能多的加拿大神经科学家询问合作可能性。没想到，我打的第一个也是唯一一个电话，就解决了问题——对方是我在东德认识的Case Vanderwolf，他是Brian的导师。Case说他的资助可以支付我三个月的工资。于是，我们重新上了那辆破旧的车，沿着加拿大横贯公路驱车五天，从卡尔加里开到安大略省伦敦市。一路上，修车用掉我不少时间。

位于伦敦市的西安大略大学的Case Vanderwolf，是海马体θ波振荡研究领域的大师。那个学期他忙于教学，给了我完全自由的研究空间。Case那年没有学生，只有一位技术员，于是我是实验室里唯一的博士后。他的实验室里有一台笔式记录脑电图设备、两台示波器、刺激器，以及一台最珍贵的四通道调频磁带录音机。幸运的是，心理学学生实验室里有更多设备，其中一些我可以借用。

▷图：Case Vanderwolf，最早研究可观察的运动活动与脑电波之间相关性的研究人员之一。著有An Odyssey Through the Brain, Behavior and Mind and The Evolving Brain: The Mind and the Neural Control of Behavior。图源：Obituary: Cornelius H. Vanderwolf

我已经从Eidelberg那里学会了如何削尖和绝缘钨微丝；我只需要用清漆对电极进行绝缘，并制作一个阻抗计和一个微驱动装置，以记录行为大鼠的单一神经元活动。我想扩展我在麻醉大鼠中的发现，研究θ波与单一神经元之间的相关性。这正是我当时所做的工作。由于我始终在监听记录到的尖峰活动声音，我很快便学会了实时区分高音调、快速放电的中间神经元和锥体细胞。我也由此再次验证，联合纤维和内嗅通路都能通过“前馈激活”方式先触发中间神经元。

回到匈牙利后，我受邀撰写一篇关于抑制形式的综述。对我来说，这是极高的荣誉，因为在当时综述文章只能由期刊编辑特别邀请撰写。在这篇综述中，我总结道：“海马体形成（hippocampal formation）的输入同时支配（innervate）中间神经元和椎体神经元，而椎体神经元的兴奋性取决于这两类细胞所接收输入的相对强度。”

作为人工电刺激（artificial electric stimulation）实验发现的扩展，我总结道：“来自隔区（septum）的节律性躯体前馈抑制与来自内嗅皮层的远端树突兴奋同步到达，而高幅度场θ波*则是由协同活跃的源与汇*（sources and sinks）产生。”我承认，后续实验表明这一结论并不完全正确，但其基本原理依然成立。

*高幅度场θ波：指多个神经元同步产生的、较强的4-8 Hz脑电波，通常在学习和记忆过程中出现。

源与汇：在电生理学中：Source（源） 指的是电流离开脑组织的地方（相当于电场的正极）。Sink（汇） 指的是电流进入脑组织的地方（相当于电场的负极）。这些源和汇是由于突触活动导致的电流流动产生的。例如，当兴奋性输入到达树突时，树突可能是电流的汇，而胞体可能是电流的源。这意味着不同的脑区之间通过电流的流入和流出，形成了θ波这种节律性脑电活动。可以把source（源）想象成水流从喷泉喷出的地方，而sink（汇）就像水流汇聚的池塘。脑中的“源”就是电流从某个地方流出的区域，而“汇”就是电流流入的区域。当这些“源”和“汇”以协调的方式工作，就能形成大范围的脑电波（比如θ波）。

在我们关于前馈抑制的论文发表不到一年后，加州大学旧金山分校的Roger Nicoll团队报告说，在海马切片中，顺向刺激在CA1锥体细胞中诱发的IPSP（抑制性突触后电位）振幅比逆向刺激更大，这是对前馈抑制的又一有力支持*。

*在这里，顺向刺激（orthodromic stimulation）引发更大的IPSP，说明当输入信号自然地到达CA1时，不仅直接兴奋CA1锥体细胞，还同时强烈激活了抑制性中间神经元，导致CA1的抑制性输入增强。如果是逆向刺激（antidromic stimulation），它不会激活前馈回路，因此IPSP较小。所以，这个结果说明前馈抑制确实在CA1区发挥重要作用，控制信号的强度和节律。

随着免疫细胞化学（immunocytochemical）技术的发展，研究者能够准确鉴定中间神经元，前馈抑制的解剖学证据也随之得到了有力证实。至此，前馈抑制的存在被明确确立。如今，前馈抑制已成为神经科学的标准术语，鲜有论文再去引用最早的相关文献。

然而，令我深感荣幸的是，2020年我荣获Ralph Gerard奖，颁奖词这样写道：“在20世纪80年代初，作为一名年轻科学家，他提出了前馈抑制这一概念，而如今，这已被广泛认可为神经回路的重要特性。”Roger Nicoll正是评审团成员之一，他依旧记得我的早期贡献。对我而言，这比任何荣誉都更有意义。毕竟，在我们的职业生涯中，最高的荣誉莫过于得到那些我们敬仰的同行的认可。

03 抑制的作用

在几十年的时间里，神经科学家普遍认为抑制作用仅仅具有“广义的抑制功能”，用来限制运动神经元的过度放电。这种假设性的抑制来源被归因于Renshaw细胞。

早在20世纪40年代，Birdsey Renshaw从腹内侧运动神经元池（ventro-medial motor neuron pool）进行细胞外记录，并观察到在对腹根（ventral root）进行单次电刺激后，会出现高频爆发放电。他推测，运动神经元的轴突侧支（axon collaterals）兴奋了这些局部神经元（因此被称为中间神经元），然后由它们的轴突回过头来抑制运动神经元。

当然，仅凭这一观察结果，还不足以让一个神经元以发现者的名字命名，更不足以让发现者跻身神经科学名人堂。

▷图：Birdsey Renshaw，美国电生理学家和神经科学家。图源：Wikipedia

然而，一场悲剧改变了历史。1948年，Renshaw一家感染了小儿麻痹症（脊髓灰质炎）。Birdsey和妻子在几天内相继去世，留下了两个年幼的儿子。

随后，John Eccles爵士的团队采用相同的实验范式，但改为从运动神经元进行细胞内记录，发现了显著的超极化。他们将这一现象归因于回返性抑制（recurrent）或“Renshaw抑制”，以纪念这位提出抑制回路的科学家。

▷图：超极化：Hyperpolarization，神经元膜电位变得比静息电位更负，这会抑制神经元的兴奋性，使其更难以产生动作电位（放电）。图源：Wikipedia

Renshaw抑制，作为一种原理，对解释很多大脑中的全局性现象有重要作用。例如，Douglas（1967）提出：“海马体对感官知觉的抑制控制是由与类似Renshaw的中间神经元形成兴奋性突触的纤维介导的，而这些中间神经元随后抑制相关感官通路的活动。”

同样，海马体的皮下调控也被认为由神秘的Renshaw细胞介导，而这些细胞常被视为Cajal所描述的*篮细胞（basket cells）的同义结构（Douglas 1967；Grastyan et al. 1959；Kimble 1968）。

我认为，前馈抑制能更好地解释这些全局现象。但在大多数研究人员，尤其是心理学家的观念中，只有一种抑制（即前馈抑制）存在（Andersen, Eccles, and Loyning 1963；Eccles 1969；Kandel and Spencer 1961）。

在反馈抑制之外再引入前馈抑制，引发了关于不同类型的抑制性神经元是否具有其他功能的讨论。早在1983年，Ribak团队就已经探讨过“五种类型的篮细胞”。

在接下来的十年里，对中间神经元的研究主要集中于体外实验，相关论文大量涌现。

1990年，Nobuaki Tamamaki访问了我在 UCSD的实验室，并告诉我有一个新的资助项目——“人类前沿科学计划”（HFSP），其宗旨是支持国际合作。

我立即联系了巴黎的Richard Miles、苏黎世的Helmut Haas和布达佩斯的Tamás Freund，我们共同提交了一份关于海马体中间神经元的研究提案。由于HFSP当时宣传力度不大，我们幸运地获得了三年的资助。

在我们续约的努力中，IBM的Roger Traub加入了我们的团队。我们互访实验室，交换学生和博士后，跨洲邮寄脑组织，并在年度会议上讨论我们的进展（通常在加勒比海的大开曼岛举行）。我们的最后一次小组会议于1994年在法国科西嘉岛举行（由Yehezkel Ben-Ari组织）。

Tamás、Richard和我认为海马体中间神经元的研究已经足够成熟，需要一次综合总结，尤其是在看到Peter Somogyi实验室的进展后。这种愿望在我与Phil Schwartzkroin和Tamás Freund共同组织的第一届中间神经元会议上得到了推动。这是1995年在圣迭戈的SFN年会的附属活动（卫星活动），地点是在旧金山使命湾（Mission Bay）的一艘密西西比蒸汽船上。

Tamás和我撰写的关于中间神经元解剖学和生理学的文章越写越长，我们考虑将其转化为一本书。Hippocampus期刊的创刊编辑David Amaral向我们伸出橄榄枝，为我们提供了一整期期刊的页面。

Tamás来到罗格斯大学与我一起工作了一个月，我们夜以继日地工作，以赶上紧迫的截止日期。Wiley出版社为SFN会议带来了400本期刊和大幅彩色海报，上面印有我们的封面设计，用于推广该期刊。所有期刊和海报在两天内售罄，我们的专题文章成为了被广泛引用的经典文献。中间神经元研究进入了成熟期。

▷图：Hippocampus: Volume 6, Issue 4，图源：https://onlinelibrary.wiley.com/

在专题文章中，我们探讨了中间神经元的多种功能，包括从调控兴奋性活动（excitation）、精确控制尖峰时序（spike timing）到支持神经振荡（oscillations），以及一些非传统的观点。

由于所有神经振荡都以抑制为基础，对锥体细胞活动的抑制性分割可以创建时间框架，用于将尖峰活动解析和分块为细胞集合及其序列，从而在神经网络之间实现神经信息的有效交换。

抑制的解析和分块功能，就像是一套“语法规则”，决定了神经元群如何组合，以及它们在时间上的激活顺序，使得信息传递变得有序，并形成层次结构。想要让这种“语法”保持足够灵活，就需要具备成分多样性，这可能也是抑制性神经元种类繁多的原因。在神经元分子分类尚未成为可能之前，Richard Miles就曾提出疑问：“海马体中到底有多少种抑制性细胞的亚型？”

我们的综述得出的结论是：“不同的海马中间神经元群体可以通过表达不同组合的递质受体，以允许抑制细胞活动与不同行为状态的计算需求之间进行非常精细的匹配，从而实现对兴奋性活动的高度灵活控制。”

这一信息在当时和今天同样重要。通过抑制相互作用的神经元可以生成比单纯兴奋作用高出几个数量级的变化。此外，抑制作用可以选择性地针对锥体细胞的不同体树突区域，并瞬间改变它们的整合和计算能力。

04 名字里的故事：伽马震荡

前馈抑制和反馈抑制如何影响多种脑节律，几十年来一直是神经科学研究的核心议题，伽马振荡（gamma oscillations）也不例外。

根据对推测为中间神经元的细胞外记录，早已有研究提出抑制在伽马波中的关键作用。而关于IPSP（抑制性突触后电位）及篮细胞在节律调控中的作用，决定性证据则来自体内记录（vivo recordings）、免疫细胞化学鉴定，以及通过细胞内记录重建篮细胞轴突的研究。

当我们撰写关于伽马振荡的综述时，我们想追溯“伽马”这个术语的起源。重建神经科学的历史并非易事，探寻“伽马振荡”术语的起源也不例外。

阿尔法（alpha）和贝塔（beta）振荡的术语早已被创造出来。“伽马节律”这一组合在20世纪80年代开始流行。由于Walter Freeman曾发表过几篇关于嗅球伽马振荡的论文，我发邮件问他。Walter回复说：“这是我在1980年创造的术语，当时流行的说法是‘40Hz’。”

“40Hz”振荡最早被视为某种“认知节律”的可能性，或许起源于Henri Gastaut的观察。他描述了经过训练的瑜伽士（yogis）在三摩地状态下头皮脑电图中出现的高振幅、40Hz的节律性波列[Das and Gastaut, 1955]。

▷Walter Freeman，图源：news.berkeley.edu

那时，Steve Bressler刚开始在我的实验室进行研究生工作，于是我让他进行文献搜索，记录嗅球（OB）频率和大小之间的反比关系。Berger发明了“阿尔法（alpha）”这个术语。有人创造了“贝塔（beta）”（我不记得是谁了）。按照粒子物理学的类比，接下来的命名应该是“伽马（gamma）”。我发现之前在脑电图研究中没有使用过“伽马”这个术语，于是Steve和我决定用这个名称。

我们将手稿提交给EEG期刊的长期编辑Mollie Brazier。她回信说，她会将这个术语提交给国际脑电图学会的命名委员会。一个月后，她通知我们，委员会拒绝认可这个用法，因此如果我们不移除“伽马”这个术语，她就不会发表这篇论文。

Steve需要发表论文来获得资助，所以我们遵从了她的建议。然而，当论文发表时（Bressler and Freeman, 1980），标题中的“伽马节律”仍然保留了下来。我忘了删除这个术语，而没有人注意到——包括Mollie。这就是“伽马”第一次出现在文献中的过程。

之后，我在讲座中继续使用“伽马”这个术语，并强调它代表的是一个范围，而不是单一频率。最终，这个术语流行了起来。就像许多科学领域的成功发展一样，现在几乎没有人知道它的起源。

——引自我与WF的电子邮件通信，2011.4.3

后来，我收到了Steve Bressler寄来的原始提交手稿的副本，他保存了这份手稿超过30年。标题确实写着：“EEG伽马波：猫、兔子和大鼠嗅觉系统脑电图的频率分析。”

当我阅读时，我发现，在Bressler和Freeman手稿的引言中，作者承认：“‘伽马波’这一术语由Jasper和Andrews用来描述人类脑电图中35–45Hz的低振幅、类贝塔波”（Jasper and Andrews, 1938）。Nihil sub sole novum（“太阳底下无新事”）。

Walter的记忆欺骗了他。但他并不是唯一一个被记忆欺骗的人。

在我自己的演讲中，我经常提到自己证明了抑制对伽马振荡的关键作用，并展示了我们论文中的令人信服的图表（Buzsáki, Leung, and Vanderwolf, 1983）。然而，当我想直接引用我们发表的文章时，我发现“伽马振荡”这个术语根本没有被提到。相反，我们用的是“海马快速波”这个术语。我的记忆也欺骗了我。

05 LTP为什么叫LTP

容我先谈一段旧事。1980年，我在布达佩斯参加国际生理科学联合会（IUPS）会议，并首次见到了Per Andersen。他向我介绍了Carol Barnes。当时，Carol正与Bruce McNaughton在奥斯陆，与他一起进行学术休假期间的研究合作。

我邀请Carol去一家表演吉普赛音乐的餐厅共进晚餐。Carol带了两位绅士一同前来。在介绍时，我没能听清他们的名字。席间，他们问起我的研究，我向他们解释，我刚刚完成了一项关于CA1联合输入LTP的实验。

我礼貌地询问他们是否熟悉LTP及相关的可塑性现象。这时，Carol澄清说她的朋友是Tim Bliss和Graham Goddard（Carol是Graham的学生）。可以想象，能与这两位学术界的巨匠见面，我当时又尴尬又惊喜。

时间快进到几年后。1987年，第二届世界神经科学大会（IBRO）在布达佩斯举行，我与Helmut Haas决定在我的家乡佩奇（Pécs）组织一场与大会相关的卫星会议。

这是一场以“海马体突触可塑性”为主题的大型会议，汇聚了几乎所有该领域的重要研究者。原定的演讲嘉宾之一是Graham Goddard，但年初他在新西兰的Arthur's Pass国家公园，试图跨越一条因风暴而水位暴涨的河流时，不幸溺亡。

Graham当时年仅48岁，因发现“点燃现象”而享有盛名。Helmut和我决定将这场卫星会议作为对他的纪念，并邀请他的好友Tim Bliss发表专题演讲，以此向他致敬。

*点燃现象：Graham Goddard在1967年发现的一种神经可塑性现象，指的是反复给予大脑低强度的电刺激后，神经元的兴奋性会逐渐增强，最终可能发展为癫痫样发作。就像一个人开始时对某种刺激不敏感，但不断接受相同刺激后，会变得越来越敏感，最终即使没有外部刺激，也会表现出强烈的反应。大脑的点燃现象类似于这种“逐步强化”的过程。

Tim在发言中，满怀情感地谈起不同类型的可塑性及其与癫痫的关系。他说，他并不喜欢自己创造的术语LLP（长期增强，long-lasting potentiation），因为它读起来过于拗口。相比之下，Graham提出的LTP（长时程增强，long-term potentiation）要顺口得多。Tim提议将LLP改为LTP，以纪念Graham Goddard。LTP也因此成为了标准术语。这一难忘的时刻，让我们觉得，为组织佩奇卫星会议所做的所有努力都值得了。如今，神经科学的学生也只知道LTP，而不知LLP的故事了。

▷长时程增强（LTP）是指在突触经过高频刺激后，突触强度的一种持久性增加。长时程增强的研究通常在海马体的切片上进行。在这些研究中，从细胞中进行的电记录被绘制在如图所示的图表中。此图表比较了经过 LTP 的突触和未经过 LTP 的突触对刺激的反应。经过 LTP 的突触对刺激的电反应通常比其他突触更强。图源：Wikipedia

06 从尖波涟漪到记忆巩固

在Case Vanderwolf的实验室研究自由活动的动物时，我意外收获了另一个发现。在单单位记录（single-unit recordings）的时代，最重要的工具不是仪器，而是人的耳朵。耳朵就像一个傅里叶分析仪，经验丰富的研究者仅凭听觉就能察觉到最细微的变化。

我注意到，当实验鼠获得大量水作为奖励，或长时间静止时，偶尔会响起一种特别响亮的声音。我决定深入研究这个现象。

首先，我需要排除外部噪声和肌肉伪迹（muscle artifacts）。示波器屏幕上出现的信号模式表明，这实际上是由大量神经元同时放电产生的群体放电现象。

为进一步研究，我使用固定电极和可移动微电极，绘制了该放电事件的深度分布图。结果显示，尖峰活动伴随着CA1放射层（stratum radiatum）中的大幅负波，其深度分布与联合纤维诱发反应的分布几乎完全一致。

在切除隔区和内嗅皮层后，我发现这种活动模式源自CA3神经元的反复兴奋性侧支（recurrent excitatory collaterals），是一种内源性神经活动。我将其命名为“尖波”（sharp wave），并开始思考这样大规模的群体放电究竟有何作用。

大脑不会无缘无故地产生如此强烈的神经活动，一定有其特殊的功能。我最初的猜想是，它可能是一种教学信号*，用于诱导新皮层的可塑性，或许这正是LTP在体内的具体表现。毕竟，在切片实验中，短暂的200Hz刺激通常被用作诱导LTP的标准脉冲序列。

*教学信号：在神经科学中通常指的是一种用于引导神经网络学习和塑造突触连接的特殊信号。它类似于生物系统中的“监督信号”，可以促进突触可塑性，帮助神经系统调整自身的连接模式。

我第一次向他人提及尖波与可塑性可能存在关联时，听者正是诺贝尔奖得主David Hubel。Hubel教授当时来我们系访问，Case带他参观了我的实验室。他亲眼看到并听到实验鼠体内的尖波爆发后，评论道：“如果这不是癫痫活动，那它一定很重要。”他的话给了我极大的动力。

我没有分别撰写关于θ波、伽马波和尖波的三篇论文，而是将这三个相互关联的研究整合成了一篇长文，并附上了21幅图表。论文被接受后，我将手稿寄给了当时在多伦多做博士后的 Shinya Suzuki。他没多久就回传给我一张来自O’Keefe和Nadel著作中的图。那图里，展示了一种与尖波爆发（sharp wave burst）相似的模式，而他们将其称为“涟漪”（ripple）。

因此，在我后来的论文中，我将其称为“尖波-涟漪”（SPW-R），并认识到这是一种复合现象：来自CA3的兴奋性输入在CA1放射层引发一个汇点（即尖波）；随后，锥体细胞和中间神经元的强烈兴奋引发了一种短暂的快速振荡（即涟漪）。为全面揭示这一现象，许多实验室经过多年深入研究，才逐渐勾勒出更清晰的全貌。

▷图：记录于CA3的尖波-涟漪示例。图源：Wikipedia

快进十年。在Rusty Gage的全力支持下，我成为了UCSD的一名独立研究员，并申请了许多资助，但全部遭到拒绝。尽管感到绝望，但也偶有亮光闪现。

我研究了一种去神经支配的海马体制备（通过穹隆伞切除实现），以诱发自发性癫痫样尖峰波。

当海马去除皮下神经支配后，尖波-涟漪（SPW-Rs）被转化为大幅度的间歇性尖峰波。同时，当我用单一脉冲刺激内嗅输入时，会诱发一种带有多个群体尖峰的独特时空事件。这些事件可以通过沿海马体长轴植入的8或12个记录点进行系统研究。

在高频刺激内嗅输入后，响应幅度并未只是均匀增加，而是出现了一种全新的、独特的时空模式。令人意外的是，CA1区域自发出现的群体事件（即“夸大的”尖波-涟漪，SPW-Rs），与这些诱发反应几乎完全一致，唯一的差别在于，这些自发的CA1事件之前并没有没有先激活齿状回。

当反转刺激极性并激活一组不同的穿通纤维轴突时，又引发了另一种独特的时空自发事件模式。值得注意的是，这些重复出现的自发模式仅在静止状态和非快速眼动（non-REM）睡眠期间观察到——这两种脑状态都为SPW-Rs的产生提供了有利条件。

我确信自己正在发现一些基本原理。这种现象似乎提供了一个可能的模型，展示了学习和记忆过程中可能发生的机制。

在学习阶段，新皮层的信息会改变CA3回馈系统中的突触连接；而在离线脑状态中，自发的 SPW-Rs会反复重现新形成的神经活动模式。这种由“学习”与“巩固”构成的两阶段过程，为情景记忆在单次经历后如何得以长期存储提供了一个可能解释。

▷图：海马体记忆学习与巩固两阶段模型，Buzsáki, György. "Two-stage model of memory trace formation: a role for “noisy” brain states." Neuroscience 31.3 (1989): 551-570.

我将数据展示给我的同事、UCSD的生理学家Phil Groves（以及Ted Bullock）。Phil对这些数据感到非常兴奋，于是安排了在下一周举行的一次即兴研讨会。

在研讨会上，我用黑板详细讲解了我提出的两阶段记忆模型。小规模的听众包括Phil、Reggie Bickford、Bob Livingston、Pat Churchland、新到任的Terry Sejnowski、Steve Hillyard，以及Francis Crick（Rusty当时不在）。

我们的讨论从上午10点一直持续到午餐时间，既令人振奋，又充满启发。我知道必须将这一发现记录下来，尽管并不确定以何种形式。Pat Churchland建议我撰写一篇综述文章，最终我完成了这篇文章（Buzsáki, 1989）。此外，她和 Terry 还慷慨地在他们即将出版的著作The Computational Brain中专门为“两阶段模型”提供了一个章节。

当然，若想真正印证这套理论，缺的还是清晰的神经元层面的直接证据。在我搬到罗格斯大学后不久，遇到了来自密歇根大学的硅探针发明者Ken Wise。我们联手设计了一款拥有24 个记录点、6根探针的多点探针，能够同时记录多达50个神经元的活动，并确认涟漪是锥体细胞与快速放电中间神经元之间的一种竞争现象（Buzsáki et al., 1992）。

真正的挑战在于数据存储。即使使用当时最先进的系统“DataMax”，我们仍无法存储超过10 分钟的连续数据流。我们无力购买多套系统以记录足够长的海马体数据，覆盖实验动物在新环境探索前后及睡眠状态的全过程。

尽管我们已获得一些关于学习诱导的重现现象的零散证据（Buzsáki et al., 1994），但宾夕法尼亚大学的George Gerstein建议我们不要使用成对相关数据（pairwise correlation data），而是采用他的“引力分析”方法。然而，该方法同样需要远超我们现在所有的大量数据。

与此同时，Matt Wilson和Bruce McNaughton提出了一个极具创新性的想法：仅选择并保存尖峰数据，并将多台计算机用于他们的四极探针记录任务。这一方法效果显著。在他们于 1994年发表在Science上的经典论文中*（Wilson and McNaughton, 1994），首次提供了清醒经历会重新激活的直接证据。随着计算机数据存储能力的快速提升，我们得以更深入地探索SPW-Rs的奥秘。

▷*Wilson, Matthew A., and Bruce L. McNaughton. "Reactivation of hippocampal ensemble memories during sleep." Science 265.5172 (1994): 676-679.

我的学生Zoltan Nádasdy通过多种方法，包括用CD播放器监听尖峰模式，发现SPW-R爆发期间单个神经元的放电序列会稳定重复，这反映了清醒经历的时间压缩印记（Nádasdy et al., 1999）。这是一个很好的开始，从此，我持续着对SPW-Rs的思考和研究。

07 我们的新框架

在2001年荣获Cajal Club颁发的Cortical Discoverer奖后，我曾受邀为某本著名期刊撰写一篇综述。我想要充分利用这个机会，于是写了一篇探讨神经科学主流思路是否行得通的文章。我的核心论点是：神经科学中沿用的许多术语，都源自民间心理学（folk psychology），而这些词常常被同时用作“需要解释的现象”（explanandum）和“用来解释的概念”（explanans）这两种不同的含义。我担心，这种以人类自身视角为主导的框架，未必能给神经科学提供一条正确的路线图。

因此，我主张换个角度，重新切割大脑的各种“自然属性”。结果，一个月后我就收到了退稿信：“亲爱的Gyuri……希望你能理解，为了期刊的利益，我们无法刊登你的这篇文章。”然而，我在文中提出的问题却始终萦绕心头。搬到纽约大学后，我决定把这些思考写进一本面向更广泛读者的新书——The Brain from Inside Out。

自亚里士多德以来，许多思想家就认为，“心灵”或“灵魂”起初是一块白板（tabula rasa），经验在其上留下印迹。基督教与波斯哲学、英国经验主义乃至马克思主义理论等，皆深受此观念影响。近一个世纪以来，这种“由外到内”（outside-in）的视角也渗透到心理学与认知科学中，把心智看作“认识外部世界本质”的工具。然而，另一个主张则一直引领我的研究方向：大脑网络最主要的工作并非被动吸收外在信息，而是维持自有的内在状态，时时刻刻生成海量神经活动模式。这些原本并无“意义”的活动模式，一旦与动作或外界有用信号挂钩，就变得对机体至关重要。

因此，学习更像一场“匹配过程”，而非从零开始的计算。自这本书出版后，我不仅收到了来自神经科学同行和更广泛领域读者的反馈，还意外获得了美国出版商协会（Association of American Publishers）在2020年颁发的Prose Award，这令我深感荣幸。

其实，均衡、对称与“常态”主导着我们的思维和文化，也许是因为它们看上去简单易懂。在神经科学中，人们也往往倾向于寻求“典型”或“代表性”的神经元及动态模式。可当我们在大规模记录技术的帮助下，一次能采集数以百计、千计的数据并加以量化，就会发现一个截然不同的图景。

我们以及其他研究者注意到：在脑内的很多生理及解剖层面，“诸多参数的分布往往严重偏斜，并呈现明显的长尾特征（heavy tail），表明偏斜（通常是，lognormal）的分布方式，才是大脑结构与功能组织的根本”（Buzsáki and Mizuseki, 2014, p. 264）。换句话说，大脑并不是由无数功能近似、极具可塑性的成分拼凑而成，而是充满了多元化、并非人人均等的组织方式；它们依托于既定的神经联结和动力结构。学界常把这些预先存在的网络结构称为“吸引子”（attractors）或“流形”（manifolds），又或“神经图式”（neural schemata）。这一认识不仅影响了我们采集、分析和阐释数据的方式，也引出了全新的一套思考框架。

过去十年里，我们的大部分研究都在这个新框架下展开。尽管海马体依旧是我们的研究核心所在，但为更好理解其运算功能，我们也把目光投向与之相关联的脑区。将研究从海马扩展到“方向细胞”的探索令人倍感回报，因为实验结果显示，那些看似受外部控制的神经机制，其实高度依赖自主组织，在睡眠期间仍然存在（Peyrache et al., 2015）。另外，一系列实验也在检验：那些看似通过学习才形成的神经元模式，究竟在多大程度上早已预先存在（Grosmark and Buzsáki, 2016；McKenzie et al., 2021；Valero et al., 2022）。由此，我们更加关注神经元联结及生理交互的胚胎起源与先天局限。

与过去流行的“外部输入通过活动依赖的可塑性塑造连接和动态模式”的框架不同（“若共同发放，则携手相连”），我们发现，另一种情境也可能存在，“在一同出生的神经元，会一同联结并一起放电”（Huszár et al., 2022, p. 1210）。后来的研究更让我们惊奇：很多实验室都把海马体的尖波-涟漪视为认知层面的生物标记，但实际上，这种模式很早就已出现，远早于复杂的新皮层能够读出海马锐波中的记忆内容之时。我们还发现，这样的活动形式能减少体内细胞间隙中的葡萄糖含量；也就是说，“看似截然无关的认知与全身代谢两大过程，因海马尖波-涟漪而连接在一起，”让“记忆与代谢在机体内同时被调控”（Buzsáki and Tingley, 2023, p. 204）。

我常自我安慰说，手头正在写的论文就是目前“最重要”的工作。数十年来，我们对海马尖波-涟漪的专注与探究，最近终于有了更让人信服的解释。一直以来，人们都认为学习的过程需要某种“打标签”的步骤，但大脑究竟使用什么手段来给经验分门别类，始终缺少确凿证据。而我们发现，尖波-涟漪正是那把“筛选”的钥匙。只有当一段经历被尖波-涟漪标记后，它才会在后续的睡眠中反复“重放”。换言之，尖波-涟漪起到事后编辑的作用，决定了哪些信息该被保留下来，以备将来之需（Yang et al., 2024）。

我之所以无法在此细述过去数十年我们实验室里那些重要进展，也未能提及很多天赋异禀的学生、博士后与同事，是因为我在关键时刻或回忆时，大脑里恐怕没有产生足够的尖波来镌刻这些经历。不过，若想了解更多，可参看2019年的一张合影，当时在职和曾在职的实验室成员齐聚一堂，共同庆祝彼此的友谊（我那年恰好满70岁）。

▷图：2019 年团队聚会。图源：https://Buzsákilab.com/wp/labmembers/ group-photos/

08 后记

读完本期特刊中的诸多故事后，我希望读者能够体会到，研究海马体是一种难得的殊荣。在这片学术园地里，有太多善良而慷慨的同行。回顾过去，我仍深感人们从一开始对我的支持与包容。初到美国时，我便被各系邀请做学术演讲，所到之处皆受热情接待，仿佛我已是一位颇具声望的人物。

我深知，自己永远无法完全回报这些同事及许多他人的慷慨与支持。但我始终努力去帮助那些真正需要且值得帮助的人。科学是由诚实且敬业的人共同创造的。它是一项人类合作的伟大事业。在海马体研究领域更是如此。

• 原文链接：Buzsáki, György. "From Inhibition to Exciting Science." Hippocampus 35.1 (2025): e23659. 我们辅助2024年的Gyorgy Buzsáki写的神经科学简史做了内容补充和修改。

其他注释及补充阅读：

颗粒细胞（granule cells）和锥体细胞（pyramidal cells）是大脑中两种主要的神经元类型。

内嗅皮层（Entorhinal Cortex） 是大脑皮层的一部分，位于海马体的前端，是信息进入和离开海马体的重要通路。它与学习、记忆和空间导航密切相关，特别是它的投射对θ波节律和记忆形成至关重要。内嗅皮层是海马回路的重要组成部分，在研究海马的功能时经常被提及。

CA3和CA1都是海马体的区域。

行为动物指没有被麻醉的清醒状态的动物。

在早期神经科学实验中，研究者会将神经元放电（尖峰活动）转换为音频信号，以便更直观地监控神经元的活动模式。

海马体形成（hippocampal formation）是一个解剖学和功能性术语，用于描述与海马体密切相关并在学习、记忆和空间导航中发挥作用的脑区集合。它不仅包括海马体本身，还包括一些相互连接、功能相关的结构。

支配（innervate）指神经纤维向目标组织（如肌肉、腺体或其他神经元）发送信号，以控制或调节其功能。

隔区（septum）：在神经解剖学中，隔区（septum）指的是大脑的中间结构，位于大脑半球的内侧，连接海马体和其他边缘系统结构。隔区在调节海马节律活动（如θ波）中起关键作用，特别是它的胆碱能和GABA能投射会影响海马的兴奋性和抑制性平衡。

高幅度场θ波（High Amplitude Field Theta Waves）：

●θ波（theta waves）是4-8Hz的脑电波，在记忆、导航和注意力任务中尤为重要，主要由海马体和内嗅皮层的神经元活动产生。

●高幅度（high amplitude） 指的是这些θ波的电信号振幅较大，意味着神经活动更同步、更强烈。

●场（Field） 指的是局部场电位（Local Field Potential, LFP），代表一群神经元的整体电活动，而不仅仅是单个神经元的放电。

简而言之，高幅度场θ波是指多个神经元同步产生的、较强的4-8 Hz脑电波，通常在学习和记忆过程中出现。

源与汇（sources and sinks）

在电生理学中：

●Source（源） 指的是电流离开脑组织的地方（相当于电场的正极）。

●Sink（汇） 指的是电流进入脑组织的地方（相当于电场的负极）。

这些源和汇是由于突触活动导致的电流流动产生的。例如，当兴奋性输入到达树突时，树突可能是电流的汇，而胞体可能是电流的源。这意味着不同的脑区之间通过电流的流入和流出，形成了θ波这种节律性脑电活动。

可以把source（源）想象成水流从喷泉喷出的地方，而sink（汇）就像水流汇聚的池塘。脑中的“源”就是电流从某个地方流出的区域，而“汇”就是电流流入的区域。当这些“源”和“汇”以协调的方式工作，就能形成大范围的脑电波（比如θ波）。

海马切片（hippocampal slice preparation）是一种体外（in vitro）实验方法，研究者取出大脑中的海马体，并切成薄片（通常300-400微米厚），然后在人工脑脊液（aCSF）中保持其存活，以研究神经回路的活动。这种方法常用于研究神经传递、突触可塑性和电生理特性，因为它保留了海马的基本功能和连接，同时便于实验控制和记录神经活动。

为什么能用？

●这种方法可以直接刺激和记录海马神经元的活动，避免了在体实验中的复杂变量（如全身状态、血液循环等）。

●海马结构清晰，尤其是CA1、CA3区的回路在切片中仍然保留，适合研究突触传递和神经回路活动。

●刺激和记录相对稳定，可以精确控制神经元的输入和输出，适合研究前馈抑制等现象。

什么是顺向刺激（orthodromic Stimulation）和逆向刺激（antidromic Stimulation）？

●顺向刺激（orthodromic stimulation） 指的是刺激神经元，使其信号沿着自然的方向传递，例如在输入区域刺激，让信号向输出区域传播。

●逆向刺激（antidromic stimulation） 则是刺激神经元，使信号逆着正常的方向传播，即从轴突端向胞体方向反向传递。

在这个实验中：

●顺向刺激 可能是指刺激内嗅皮层或CA3区，信号自然传播到CA1。

●逆向刺激 则可能是指直接刺激CA1的轴突，让信号反向传递。

抑制性突触后电位（IPSPs）

●抑制性突触后电位（IPSPs，Inhibitory Postsynaptic Potentials）是神经元接收到抑制性输入时产生的电信号，它会让神经元更难以兴奋。

●更大的IPSP振幅说明抑制效果更强，即神经元受到的抑制作用更明显。

在这个实验中，顺向刺激比逆向刺激诱发了更强的IPSP，说明前馈抑制的作用更强。

CA1锥体细胞 CA1 Pyramidal Cells 有什么特别之处？

●CA1区 是海马的一个关键区域，主要负责信息整合和输出。

●CA1锥体细胞（CA1 Pyramidal Cells） 是该区域的主要兴奋性神经元，具有长树突、锥形胞体，并在学习和记忆中发挥重要作用。

在这个实验中，研究者测量的是CA1锥体细胞的IPSPs，因为它们是海马回路中一个重要的计算节点。

为什么这是前馈抑制的有力支持？

前馈抑制（Feed-Forward Inhibition） 指的是当一个输入不仅激活椎体神经元（如CA1锥体细胞），还同时激活抑制性中间神经元（interneurons），这些中间神经元会立即对椎体神经元施加抑制，从而调节信号传递的强度和时间。

为什么这个实验支持前馈抑制？

●顺向刺激（orthodromic stimulation）引发更大的IPSP，说明当输入信号自然地到达CA1时，不仅直接兴奋CA1锥体细胞，还同时强烈激活了抑制性中间神经元，导致CA1的抑制性输入增强。

●如果是逆向刺激（antidromic stimulation），它不会激活前馈回路，因此IPSP较小。

●这个结果说明前馈抑制确实在CA1区发挥重要作用，控制信号的强度和节律。

运动神经元（motoneuron）

运动神经元（motoneuron） 是控制肌肉运动的神经细胞，位于脊髓或脑干，通过轴突将信号传递到肌肉，使其收缩。根据位置不同，运动神经元可以分为：

●上运动神经元（Upper motoneurons）：位于大脑皮层或脑干，向脊髓发送指令。

●下运动神经元（Lower motoneurons）：位于脊髓前角，直接支配肌肉。

细胞外（extracellular）

细胞外（Extracellular） 指的是神经科学实验中记录神经元活动的一种方法，即在细胞外部放置电极，测量多个神经元的放电（动作电位）活动，而不直接刺入细胞内部。这种方法用于研究神经回路的整体活动，而不会破坏单个神经元。

腹内侧运动神经元池（Ventro-medial Motor Neuron Pool）

●Ventro-（腹侧）：指脊髓的腹侧（前侧），与背侧（dorsal）相对。

●Medial（内侧）：指靠近中线的部位。

●Motor Neuron Pool（运动神经元池）：指一组控制相同肌肉的运动神经元，它们共同作用以协调肌肉运动。

腹内侧运动神经元池 指的是位于脊髓腹侧、内侧的运动神经元群，通常负责控制躯干和近端肌肉（如躯干稳定和姿势调节）。

腹根（Ventral Root）

腹根（Ventral Root） 是脊髓的一部分，携带运动指令的神经纤维，将信号从脊髓传递到肌肉，使肌肉收缩。

脊髓神经根分为两部分：

●背根（Dorsal Root）：传输感觉信息（如疼痛、触觉）到中枢神经系统。

●腹根（Ventral Root）：传输运动信号到肌肉。

在实验中，刺激腹根可以激活运动神经元，从而观察其在神经回路中的作用。

轴突侧支（Axon Collaterals）

轴突侧支（Axon Collaterals） 是指神经元的轴突在延伸过程中分出的分支，这些分支可以：

●与多个靶细胞形成突触，扩大信息传递范围。

●反馈到自身或邻近神经元，调节神经回路的活动。

在Renshaw细胞的研究中，运动神经元的轴突侧支会激活局部中间神经元（Renshaw细胞），进而对自身施加抑制性控制，这是一种负反馈调节机制。

轴突（Axons） 是神经元用于传递信号的长突起，负责将电信号从胞体（soma）传输到突触（synapse），然后再传递到下一个神经元或肌肉细胞。

轴突是神经系统信号传输的主要结构，长度可以从几微米到超过1米（如脊髓到腿部的运动神经元轴突）。

在Renshaw 细胞的研究中，运动神经元的轴突发出侧支（axon collaterals），激活抑制性中间神经元，使其向运动神经元发送抑制信号，形成一种反馈抑制机制。

为什么要从细胞外记录（extracellular）改为细胞内记录（intracellular）？

最初，Birdsey Renshaw 采用细胞外记录技术来观察运动神经元池的放电活动，这种方法适合记录多个神经元的整体活动，但无法直接测量单个神经元内部的电位变化。

John Eccles 的团队后来改用细胞内记录，主要是为了：

●更精确地测量神经元膜电位的变化，尤其是突触输入对单个神经元的直接影响。

●观察兴奋性和抑制性信号的具体作用，比如超极化（hyperpolarization）如何影响神经元的兴奋性。

●验证Renshaw细胞的抑制作用，通过直接记录运动神经元内部的电位，确凿地证明Renshaw抑制的存在。

换句话说，细胞内记录能提供更直接的证据，证明Renshaw抑制是真实存在的，并揭示其作用机制。

超极化（hyperpolarization），显著的超极化能证明什么？

超极化（hyperpolarization） 指的是神经元膜电位变得比静息电位更负，这会抑制神经元的兴奋性，使其更难以产生动作电位（放电）。

在这个实验中：

●John Eccles团队观察到运动神经元在Renshaw细胞的作用下产生了显著的超极化，这表明Renshaw细胞确实对运动神经元产生了抑制作用。

●这个现象与回馈抑制（recurrent inhibition）的理论相符，进一步证明Renshaw细胞在运动神经系统中的调节作用。

结论：这个发现直接证实了Renshaw抑制的存在，并揭示了其作用机制——当运动神经元发放动作电位时，它们的轴突侧支会激活Renshaw细胞，而Renshaw细胞反过来对运动神经元产生抑制作用，防止其过度放电。

篮细胞（basket cell）

篮细胞是一种抑制性神经元，它的轴突像“篮子”一样包围其他神经元的细胞体，主要作用是调节大脑中的信息传递，防止过度兴奋，帮助维持神经活动的平衡。wikipedia

回馈抑制（recurrent inhibition）和前馈抑制（feed-forward inhibition）

回馈抑制（recurrent inhibition），又名Renshaw抑制

前馈抑制（feed-forward inhibition）

图片来源于视频：

https://www.youtube.com/watch?v=qS-BN5j8oWE

“然而，在大多数研究人员，尤其是心理学家的观念中，只有一种抑制功能（即回馈抑制）存在。”

这句话的意思是，在20世纪中期，大多数神经科学家（尤其是心理学家）只认可回馈抑制作为大脑中的主要抑制机制，而忽略了前馈抑制的存在或重要性。

瑜伽士（Yogis）

指的是长期修习瑜伽、专注于冥想和精神修炼的人，尤其是在印度传统中，瑜伽士通常是追求自我超越和灵性觉醒的修行者。

三摩地状态（Samadhi）

三摩地（Samadhi）是瑜伽和印度哲学中的一种深度冥想状态，被认为是意识完全专注、超越个体自我，并与更高智慧或宇宙合一的境界。在这一状态下，个体可能体验到极度的平静、专注和超然意识，并且在某些情况下，大脑活动会呈现稳定的40Hz伽马波，这被认为与高度认知和意识觉醒相关。

学术休假（sabbatical time）

Sabbatical 指的是学术休假，通常指大学教授或研究人员在长期教学或科研工作后，休假一段时间，用于专心研究、进修、写书或与其他机构合作。

●通常为半年或一年，学校仍然提供薪资或部分薪资支持。

●目的：让学者有时间专注于科研、拓展学术合作或探索新领域，而不是被日常教学和行政工作占据。

●常见于欧美高校，如美国、欧洲的大学会鼓励教授在任职几年后申请 sabbatical，以促进学术创新和合作。

在这个语境下，Carol Barnes和Bruce McNaughton可能正在奥斯陆的某个研究机构或大学，与 Per Andersen 一起进行短期合作研究，而不是单纯的“度假”。

Tim Bliss和Graham Goddard

Tim Bliss是LTP研究的奠基人，而Graham Goddard也是突触可塑性领域的重要人物。

点燃现象（Kindling Phenomenon）

点燃现象（Kindling）是Graham Goddard在 1967 年发现的一种神经可塑性现象，指的是反复给予大脑低强度的电刺激后，神经元的兴奋性会逐渐增强，最终可能发展为癫痫样发作。

主要特点：

1.低强度刺激本身不会立即引发癫痫，但随着刺激的累积，大脑的反应会逐渐增强。

2.最终，哪怕不再施加刺激，神经元仍然会异常放电，表现出癫痫样的发作。

3.这种突触可塑性机制被认为与学习、记忆，以及癫痫发生机制有关。

点燃现象的科学意义：

●癫痫研究：Kindling是研究癫痫如何逐步发展的重要模型，被广泛用于探索癫痫发作的神经机制。

●突触可塑性：它表明神经系统在反复刺激下会发生长期变化，这一原理也适用于学习和记忆的研究。

●神经精神疾病：点燃现象可能与焦虑、抑郁、创伤后应激障碍（PTSD）等相关，因为这些疾病可能涉及大脑的异常可塑性。

简单比喻：

就像一个人开始时对某种刺激不敏感，但不断接受相同刺激后，会变得越来越敏感，最终即使没有外部刺激，也会表现出强烈的反应。大脑的点燃现象类似于这种“逐步强化”的过程。

教学信号（Teaching Signal）

教学信号（Teaching Signal）在神经科学中通常指的是一种用于引导神经网络学习和塑造突触连接的特殊信号。它类似于生物系统中的“监督信号”，可以促进突触可塑性，帮助神经系统调整自身的连接模式。