研究教授
计算神经生物学实验室
大脑中存在兴奋性和抑制性神经元之间的平衡，类似于汽车的加速和刹车之间的平衡。维持大脑回路中的这种平衡（称为内稳态）对认知过程至关重要，而其破坏会导致精神分裂症和自闭症等疾病。尽管这些疾病的症状在人生的不同时间出现，但它们可能源于一个相似的原因：生命早期关键时期的异常大脑发育。.
玛格丽塔·贝伦斯正在研究基因、环境影响以及两者之间的相互作用，以确定为什么有些人会患上神经发育障碍，而另一些人则不会。凭借她在基因组学、神经生物学和生理学方面的深厚背景，贝伦斯专注于从怀孕晚期到青少年时期大脑中负责决策和推理的前额叶皮层内的神经环路形成和破坏。.
她的团队使用多种方法来了解围产期大脑成熟的规律，因为这个时期神经元回路已经建立。 他们测量神经元回路的电活动；对神经元突触的形成进行成像；通过观察DNA上的一层化学标签（称为表观基因组）来研究神经元亚型的成熟。 这些标签--甲基（CH3）--与DNA结合，打开或关闭基因，越来越多的人认为它们在健康和疾病中发挥着重要作用。作为一个大型联盟的成员，贝伦斯研究小组使用一种称为甲基化分析的方法，根据神经元的DNA甲基化模式（表观遗传标记）来识别新的神经元亚型。绘制大脑神经元的不同亚型图，以及针对表观基因组的变化和神经元成熟过程中发生的变化，可以更好地了解大脑回路，并改进对一系列神经精神疾病和神经发育疾病（如躁狂症、抑郁症、精神分裂症和自闭症）的干预。.
中间神经元在大脑皮层中传递神经元之间的信号，并且调节着大脑皮层神经兴奋和抑制的平衡。Behrens的研究发现，在缺乏关键的mGluR5受体的情况下，中间神经元会发育异常，无法充分调节抑制性回路，从而导致类似人类神经发育障碍的行为缺陷。.
在其实验室确定大脑中 DNA 甲基化的正常模式时，他们制作了首批基因组图谱，比较了小鼠和人类的整个生命周期的前额叶皮层，这些工具帮助世界各地的神经科学家更好地研究大脑的这一区域。.
不同神经元在甲基化模式（甲基化组）上存在差异。在分析甲基化组时，Behrens 及其同事发现，人额叶皮层中的神经元形成了 21 种亚型，其中包括一些此前未被识别的亚型。她的研究小组现在正在研究这些细胞类型特异性的甲基化组模式是如何在大脑发育过程中建立的，以及母体环境如何影响它们。.
