不断变化的大脑:揭示突触可塑性
突触允许神经元彼此沟通。在Synapse中，一个神经元发出称为神经递质的化学信使，并且邻近的神经元使用称为受体的微小结构接收它们。特定类型的受体，AMPA受体在学习和记忆过程中起着至关重要的作用。然而，科学家们尚未完全理解这些AMPA受体如何形成和工作。
现在，日本冲绳县科技研究生院(OIST)膜合作研究小组的研究人员与日本各大学的研究人员合作，发现AMPA受体在不到一秒的时间内不断形成和分解，而不是作为一个稳定的实体存在。科学家的研究结果发表在自然通讯，可以阐明突触塑性的早期阶段，神经活动是学习和记忆的关键。该研究还可能在治疗癫痫中具有药理学应用。
改变的大脑
AMPA受体由四个分子或称为GluA1、2、3和4的亚基组成，它们结合形成称为四聚体的结构。不同的亚基组合形成四聚体;这意味着AMPA受体有256种可能的结构。
科学家们一直认为这些四聚体起源于内质网在迁移到突触之前，细胞的“制造中心”一直保持稳定的结构数小时甚至数天。
“这种四聚体的稳定性实际上可能对神经元造成问题，”该研究的合著者Akihiro Kusumi教授说。“随着大脑学习和神经元回路的改变，突触需要AMPA受体四聚体，这些四聚体具有不同的亚基组合。因此，我们有一种直觉，认为AMPA受体如何形成、迁移和工作的公认概念是严重错误的。”
在单分子分辨率下致动中的AMPA受体
在这种直觉之后，研究人员将荧光标签放在AMPA受体的每个单独的亚基分子上。然后，他们在纳米尺寸处追踪了活细胞中的分子运动。它们使用单分子荧光显微镜和软件来分析单分子的运动，方法是kusumi和他的同事们开创了。
通过研究AMPA受体分子如何在膜中腹部被腹部被腹部腹部腹部腹部腹部被腹部腹部腹部腹部腹膜结束，研究人员发现，AMPA受体亚基作为单分子以及组件两种，三个和四个分子存在。发现四分离子，但它们在约0.1至0.2秒内崩溃。然而，然而，分离的分子发现其他伴侣分子再次形成两种，三个和四个分子的新组件，不断重复该方法。
此外，研究人员发现了分子它们形成四聚体，虽然时间很短，但它们作为微小的通道工作，打开时间不到0.1秒。由于功能四聚体不断被分解形成新的四聚体，具有不同亚基组成的AMPA受体四聚体很容易形成。这代表了突触可塑性的一种新的机制。
Kusumi指出，团队的调查结果可能有医疗应用。癫痫的个体有过量的谷氨酸，含有ampa的神经递质受体在大脑中。这些个体通常用抗惊厥药治疗，抗惊厥剂阻止谷氨酸与AMPA受体四聚体结合，但这些处理可以过于压缩，因此无效。
Kusumi认为，可以减缓大脑中具有特定亚基成分的四聚体形成的药物的开发，可以缓解问题类型的突触可塑性，从而减轻癫痫症状。
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