神经元“条形码”在大脑中的形状复杂网络

大脑是一个极其复杂的器官。对于神经科学家来说，理解数十亿的脑细胞是如何进行精确连接的是一个重大挑战。Joris de Wit教授和他的团队(VIB-KU Leuven)已经解开了一个分子密码，它决定了单个神经元之间连接的形状、位置和功能。这些发现可以帮助研究人员更好地理解自闭症和精神分裂症等大脑疾病。

人类的大脑包含数十亿神经元，形成高度专一和复杂的网络，调节思想，情绪，记忆和肌肉运动。信号通过这些网络从一个神经元传递到另一个神经元，在指定的接触点被称为突触。

为了让这么多神经元以一种有组织和有意义的方式连接起来，突触的形成受到严格的调控是至关重要的。Joris de Wit教授(VIB-KU Leuven)想知道这些信号传递连接是如何、何时、何地产生的:“神经元是如何识别它们合适的伴侣的?他们怎么知道哪一种突触应该在哪里呢?这些都是非常基本的问题，突出表明我们还需要了解关于大脑的很多东西。”

粘附分子

德维特的团队通过研究来寻找答案粘附分子。这些分子可以在细胞表面找到，在那里它们把神经元连接起来。神经元表达大量且多样的粘附分子，但不清楚为什么它们需要这么多不同的粘附分子。

因此，该团队列出了研究一组三种不同的粘附分子，在海马的同一神经元（负责记忆的脑面积）中，调节神经元连通性。

“我们首先详细分析了这些粘附分子的分布，就像海马神经元我们研究了与其他人不同的不同突触大脑细胞“Anna Schroeder解释道，”Anna Schroeder，其中一位研究人员在De Wit的实验室中。“在我们的影像专家的帮助下，我们使用了光和电子显微镜的组合来检查不同突触的架构。我们还利用了电生理学来调查突触的变化函数。“

突触上的条形码

科学家们发现，虽然其中一种粘附分子控制着连接的数量，但其他两种分子却影响着信号的传递——一种是积极的，另一种是消极的。结合起来，这三个粘附分子精确地定义了突触的外观和功能。

“将其视为脑细胞的邮政编码或条形码，”Schroeder解释道。“粘合分子是具有特定功能的数字，但是，它们的组合可以确定更复杂的图案，可以在两个神经元之间形成连接。换句话说，它们定义了该连接的身份。”

以这种方式，发现许多不同的粘合分子神经元横跨大脑允许精确微调它们所做的不同连接。

连接和脑病

所有三种正在研究的粘附分子都与神经发育和神经精神障碍有关，如自闭症和精神分裂症。因此，理解它们在大脑连接中的作用至关重要，德威特说:

“现在我们理解这些粘合分子不仅塑造数量，而且突触的架构和功能，这可能会更好地理解编码这些分子的基因中的病态相关突变如何影响电路连接和功能。“

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