科学家看到运动神经元“行走”
当你在街区散步时,你的身体是主要autopilot-you不必有意识地想想你与交替的腿或肌肉需要抬起一只脚,把它放回去。这是由于一组细胞脊髓中帮助翻译你的大脑和运动神经元之间的信息,控制肌肉。
现在,第一次,研究人员创建了一个方法来观察真实的——这些运动神经元的活动。开发的新技术,科学家和发表在沙克神经元,帮助研究人员了解脊髓细胞与运动神经元连接,以及临床医生能够修复这些连接脊髓损伤或神经退行性疾病患者肌萎缩性脊髓侧索硬化症(肌萎缩性侧索硬化症)。
“使用光学方法能够观察神经元活动已经过去十年一个梦,”塞缪尔·普法夫说,索尔克教授实验室的基因表达。“现在,这是一个罕见的时候,这项技术实际上是一起给你东西你没有能够看到。”
过去,测量大脑neurons-whether的活动或延长整个body-scientists依靠电极能够检测电流电压的变化在细胞激活的时候。但它是很难同时使用电极记录许多不同的神经元的活动类型来研究他们的活动是如何同步。
为了克服这个缺点的电极读数,普法夫的研究小组使用荧光传感器叫做GCaMP6f的蛋白质,神经元被激活时点亮。蛋白质与电极,可以很容易地添加到许多不同的细胞。当普法夫和他的同事添加GCaMP6f运动神经元,他们用显微镜可以看到在小鼠脊髓细胞被激活时打开行走电路被添加的化学物质。
“你不需要做任何post-image处理解释,“普法夫说。“这些只是原始信号可以看到通过显微镜的目镜。这真是一个令人惊叹的可视化神经。”
普法夫集团使用新方法来回答一个长期存在的问题如何脊髓细胞的集合,称为运动中枢模式发生器(CPG),连接到正确的运动神经元,允许运动喜欢步行。普法夫说,中央人民政府,是相对简单的信号从大脑向前走,从热炉灶或移动你的手翻译成更复杂的指令控制肌肉运动神经元。
“我们的神经系统做出决策和计算告诉不同的肌肉收缩,或当不合同,或力的大小和速度使用收缩时,“普法夫解释说。中央人民政府,使许多这样的计算,科学家们相信。所以正常运动要求CPG脊髓神经元连接和控制当运动神经元。但是,直到现在,研究人员不知道如何CPG细胞伪造这些连接。
通过调整运动神经元的位置和身份,然后看结果的激活模式使用他们的新荧光技术,克里斯·欣克利在普法夫实验室发现,中央人民政府不完全依赖细胞的位置连接它们。相反,每个亚型细胞的遗传同一性使那些控制股四头肌肌肉不同于那些控制小腿肌肉)是建设也门同样重要。
这是一个关键发现,普法夫说,研究如何治疗脊髓损伤和肌萎缩性侧索硬化症。目前,许多科学家正试图将干细胞转化为运动神经元,它们然后移植到脊髓再生受损连接。普法夫的新结果,表明一般运动神经元可能不会做欺骗的最好的治疗可能需要正确的亚型运动神经元。然而,更多的工作是需要理解的影响以及如何可能转化为疾病治疗。
