新见解抑制性神经元如何为皮层中的功能网络有贡献
它需要一个神经元 - 即加工大脑中的感觉输入。例如,当我们的视野中出现在我们的视野中时,神经元火的网络在一起并在整个大脑中发送消息,以确定该线的颜色,方向,运动和其他特征。这些网络由许多类型的神经元组成,包括一些发送兴奋性信号,增加其他神经元烧制的可能性,以及一些发送抑制信号,降低其他神经元射击的可能性。研究人员已经观察到兴奋性神经元的微调网络产生特定的连接模式,将具有相似功能性质的神经元连接在一起。相比之下,已被认为抑制性神经元比兴奋性的联系更少,与附近的神经元突出具有广泛的功能性质。2017年3月,Max Planck Florida神经科学研究所(MPFI)的研究人员发表了一项研究神经元这一发现挑战了这一观点,证明了抑制性神经元参与了与兴奋性神经元类似的微调、功能特异性的网络。研究人员怀疑,这些网络中的异常可能在各种大脑疾病中发挥作用,包括自闭症和发育障碍。
丹·威尔逊和戈登·史密斯,大卫·菲茨帕特里克MPFI实验室的研究人员,怀疑有两个主要原因,以前的研究没有观察到这一功能性组织。首先,大多数关于抑制性神经元连接的研究都集中在小鼠大脑上,而且越来越清楚的是,在皮层回路的组织中可能存在显著的物种差异。第二,现有的成像技术不足以可视化除小鼠以外的其他物种抑制性神经元的功能特性和网络连接。
通过使用纽约大学戈德·费希尔实验室最近开发的技术,MPFI团队首次能够从基因上针对雪貂视觉皮层中的抑制性神经元,这个模型系统提供了许多关于皮层回路组织和发展原理的见解,这些原理与包括灵长类在内的许多哺乳动物都相关。该技术使研究小组能够可视化特定抑制性神经元的活动,而传统方法在可视化兴奋性神经元方面更有效,而传统方法很难看到这些神经元的活动。在对这些细胞的功能特性进行成像后,他们使用抗体标记技术生成了另一组图像,在这些图像中,他们可以区分不同类型的抑制性神经元。然后,他们使用了为这项研究开发的一种新技术,使他们能够配对单个神经元在这两组图像中,它们可以识别亚型和单个抑制神经元的功能活动。
表明,抑制神经元的连接可以表现出功能特异性提高了下一个重要问题:如何抑制神经元在开发期间与兴奋性神经元形成这些功能特定的连接?获得对此过程的理解将有助于研究人员了解整个大脑的抑制电路的发展,并可能导致未来的发育障碍治疗。
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