耶鲁大学的研究团队首次明确揭示了一种大脑神经活动类型——伽马波（gamma activity）的起源位置，并将其与行为反应联系起来。这项研究发表在《Nature》杂志上，为理解大脑信息处理和行为生成提供了新视角。
长期以来，科学家观察到大脑中存在同步协调的神经活动波，但对伽马波的功能和产生机制一直存在争议。耶鲁大学神经科学教授、该研究的通讯作者Jessica Cardin表示，她在博士后时期就曾研究过伽马波，并首次证明可以通过人工手段在大脑中诱发这种活动。但传统方法难以通过“破坏实验”来研究伽马波的功能，因为关闭特定活动通常会影响周围神经回路，难以得到精准结果。
这项研究的突破来自Cardin实验室的一名博士后Quentin Perrenoud，他在追踪大脑信息流时发现伽马波可能能够预测行为。研究团队由此开发了一种全新的测量方法CBASS（Clustering Band-limited Activity by State and Spectrotemporal feature），能够以极高的时间和空间分辨率捕捉伽马波的短暂事件，而不是传统观点认为的连续波形。
研究显示，伽马波并非在大脑皮层单独生成，而是由丘脑与皮层之间的相互作用动态产生。丘脑向皮层发送输入后，伽马活动在皮层被放大，从而参与信息整合和行为生成。
为了验证伽马波的功能，研究团队设计了一项视觉任务训练小鼠：小鼠仅在看到特定视觉刺激时舔取水源获得奖励。当干扰丘脑向皮层的信号时，皮层的伽马波被打断，小鼠在任务中的表现显著下降。相反，当研究者将伽马波活动“回放”给另一组小鼠时，小鼠会被“欺骗”，产生检测到视觉刺激的行为反应。
这些结果表明，皮层中的伽马波在视觉信息整合及相应行为反应中发挥关键作用。Cardin指出，这一发现对神经发育障碍、精神分裂症、双相障碍以及神经退行性疾病的研究具有重要意义，因为这些疾病患者的伽马波活动存在异常。
当前，Cardin实验室正探索伽马波是否可以作为阿尔茨海默病的早期生物标志物。研究团队关注乙酰胆碱和去甲肾上腺素等丘脑和皮层中的关键信号分子，这些分子在认知功能和神经退行性疾病中扮演重要角色。通过CBASS技术，他们希望揭示神经退行性疾病中异常活动的顺序，为早期诊断提供可解释、可检测的指标。
参考文献：Quentin Perrenoud et al, Flexible perceptual encoding by discrete gamma events, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09604-9
编辑：周敏
排版：李丽
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