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团队表明电突触发生在整个大脑中可以影响单个神经细胞

导读电突触无处不在,但几乎没有被探索过。它们是几乎所有动物物种大脑的一部分,但即使在电子显微镜下,它们通常仍然是不可见的。电突触就像大...

电突触无处不在,但几乎没有被探索过。它们是几乎所有动物物种大脑的一部分,但即使在电子显微镜下,它们通常仍然是不可见的。

“电突触就像大脑的暗物质,”MPI 生物智能主任亚历山大·博斯特 (Alexander Borst) 在基金会 (if) 中说。现在,他所在部门的一个团队在《当代生物学》上发表了一项研究,仔细研究了这种很少被探索的大脑成分:在果蝇的大脑中,他们能够证明电突触发生在几乎所有的大脑区域和可影响单个神经细胞的功能和稳定性。

神经元通过突触进行交流,突触是化学信使将刺激从一个细胞传递到下一个细胞的小接触点。我们可能会从生物课上记住这一点。然而,这还不是全部。除了众所周知的化学突触之外,还有另一种鲜为人知的突触类型:电突触。“电突触更为罕见,并且很难用目前的方法检测到。这就是为什么迄今为止几乎没有研究过它们,”长期以来一直对这些隐藏的细胞连接着迷的 Georg Ammer 解释说。“因此,在大多数动物的大脑中,我们甚至不知道基本的事情,例如电突触的确切位置或它们如何影响大脑活动。”

电突触直接连接两个神经元,允许神经元用来交流的电流从一个细胞流到下一个细胞而不会绕道。除了棘皮动物,这种特殊类型的突触出现在迄今为止研究的每一种动物的大脑中。“因此,电突触必须具有重要功能;我们只是不知道哪些功能,”Georg Ammer 说。

脑内分布

为了追踪这些功能,Ammer 和他的两位同事 Renée Vieira 和 Sandra Fendl 标记了电突触的重要蛋白质构建块。因此,在果蝇的大脑中,他们能够证明电突触并非出现在所有神经细胞中,而是几乎出现在大脑的所有区域。通过选择性地关闭视觉处理区域的电突触,研究人员可以证明受影响的神经元对某些刺激的反应要弱得多。此外,在没有电突触的情况下,一些神经细胞类型变得不稳定并开始自发振荡。

“结果表明,电突触对于不同的大脑功能很重要,并且可以发挥非常不同的功能作用,具体取决于神经元的类型,”Ammer 总结道。“因此,这些突触也应该整合到连接组研究中。”连接组是大脑或大脑区域中所有神经元及其连接的地图。通常,这些信息是从电子显微镜图像中重建的——其中电突触在很大程度上是不可见的。如何将这些整合到连接组研究中以及电突触所拥有的其他秘密是进一步研究的主题。

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