局部抑制性输入
局部抑制性输入（英文：Local Inhibitory Input），是指在一个神经微环路中，由局部中间神经元向目标神经元（通常是投射神经元）的特定细胞区域（如胞体、近端树突或轴突起始段）施加的抑制性突触传递。这种输入在空间上高度局限、时间上高度精确，是调控神经元输出、塑造网络动态和实现精细信息处理的关键机制。
解剖与功能基础
来源：局部中间神经元：
位于目标神经元附近或同一脑区内，其轴突分支通常不投射至远隔脑区。
种类繁多，根据其表达的分子标记物、放电特性及靶向部位进行分类（如PV⁺快发放篮状细胞、SST⁺马丁otti细胞、VIP⁺中间神经元等）。
靶向部位的战略性：
胞体/近端树突： 主要由篮状细胞等提供。在此处的抑制性突触后电位能高效地分流或抵消兴奋性输入，控制神经元是否达到发放阈值。是强大的 “ veto ” 信号。
轴突起始段： 主要由吊灯细胞等特异性靶向。在此处的抑制可直接阻断动作电位的产生，是最强效、最精准的抑制形式之一，堪称神经元的“总开关”。
树突远端： 更精细地调控特定树突分支的整合计算。
神经递质与受体：
主要释放γ-氨基丁酸。
作用于突触后膜的 GABAA受体，介导快速的Cl⁻内流（在成熟神经元中导致超极化或分流），产生抑制性突触后电位。
核心功能
局部抑制性输入并非简单地“关闭”神经元，而是进行精细化、动态的调控：
增益控制与阈值调节：
通过调节神经元的背景抑制水平，改变其对外来兴奋性输入的敏感性和反应增益。强抑制时，需要更强的兴奋才能触发放电；弱抑制时，神经元更易兴奋。
时间精确性调控：
PV⁺快发放中间神经元能提供快速、同步的抑制，从而：
产生时间窗口： 限制目标神经元只能在兴奋性输入与抑制性输入之间的短暂时间窗口内发放，使放电时间更精确。
促进同步振荡： 在γ振荡（~30-100 Hz）的产生和维持中起核心作用。
空间整合的调控：
不同树突分支接收的局部抑制，可以独立地调控各分支的兴奋性，实现复杂的树突计算。
选择性与特征调谐：
在感觉皮层（如视觉皮层、听觉皮层），特定类型的抑制性输入有助于** sharpen 神经元的感受野**，使其对特定刺激特征（如朝向、频率）的反应更特异，抑制对非最优特征的反应。
平衡兴奋与抑制：
在神经网络中，E/I平衡是稳定和正常功能的基础。局部抑制性输入是维持动态E/I平衡的主要力量，防止网络过度兴奋（导致癫痫）或过度抑制。
门控与路由信息流：
通过抑制特定神经元群，可以引导信息在平行通路中的流向。例如，在注意机制中，对无关信息通路的抑制有助于聚焦于相关信号。
临床意义
局部抑制性环路的功能障碍是多种神经系统疾病的共同病理基础：
癫痫：
抑制性中间神经元（尤其是PV⁺细胞）的功能丧失或死亡是局灶性癫痫发作的关键诱因。E/I平衡被破坏，导致网络过度同步放电。
精神分裂症：
前额叶和颞叶皮层GABA能中间神经元（特别是PV⁺细胞）的功能缺陷被认为是导致γ振荡异常、工作记忆损害和认知症状的核心机制。
自闭症谱系障碍：
存在E/I平衡向兴奋性偏移的假说，可能与抑制性环路发育异常或功能减弱有关。
焦虑症：
杏仁核等恐惧环路中，抑制性控制不足导致过度恐惧反应。
智力障碍与发育性疾病：
许多相关基因在抑制性中间神经元的发育和功能中起关键作用。
研究方法
双/多膜片钳记录： 在脑片中同时记录一个中间神经元和一个目标神经元，直接研究单突触抑制性连接的特性。
光遗传学： 特异性激活或沉默特定类型的中间神经元，观察对目标神经元放电及网络活动、行为的影响。
免疫组化与电镜： 观察抑制性突触的分布和超微结构。
计算模型： 模拟局部抑制在神经元输入-输出转换和网络动力学中的作用。
与长程抑制的区别
| 特性 | 局部抑制性输入 | 长程抑制性投射 |
|---|---|---|
| 来源 | 同一脑区的中间神经元 | 远隔脑区的特定抑制性神经元群 |
| 投射范围 | 高度局限 | 广泛，可跨脑区 |
| 功能 | 精细调控、增益控制、时间整形 | 全局调控、通路选择、状态切换 |
| 速度 | 极快（单突触） | 较慢（可能多突触） |
| 例子 | 皮层篮状细胞→锥体细胞 | 纹状体投射神经元→黑质/苍白球 |
参考文献
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Tremblay, R., Lee, S., & Rudy, B. (2016). GABAergic interneurons in the neocortex: from cellular properties to circuits. Neuron, 91(2), 260-292.
Freund, T. F., & Katona, I. (2007). Perisomatic inhibition. Neuron, 56(1), 33-42. （关于胞体周围抑制的经典综述）
Lewis, D. A., Hashimoto, T., & Volk, D. W. (2005). Cortical inhibitory neurons and schizophrenia. Nature Reviews Neuroscience, 6(4), 312-324.
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