電突觸(Electrical synapses)——無處不在,卻幾乎無人探索。 馬克斯·普朗克科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)4月5日消息 它們是幾乎所有動(dòng)物物種大腦的一部分,但即使在電子顯微鏡下,它們通常仍然是不可見的。“電突觸就像大腦中的暗物質(zhì),” Alexander Borst 說,他是生物智能馬克斯·普朗克研究所的主任?,F(xiàn)在,他所在部門的一個(gè)團(tuán)隊(duì)對(duì)這個(gè)很少被探索的大腦組成部分進(jìn)行了更深入的研究:在果蠅的大腦中,他們能夠證明,電突觸出現(xiàn)在幾乎所有的大腦區(qū)域,可以影響單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的功能和穩(wěn)定性。研究結(jié)果近日發(fā)表在(Current Biology)雜志上。 研究于2022年4月5日發(fā)表在《Current Biology》(最新影響因子:10.834)雜志上 神經(jīng)元通過突觸進(jìn)行交流,突觸是化學(xué)信使將刺激從一個(gè)細(xì)胞傳遞到下一個(gè)細(xì)胞的小接觸點(diǎn)。我們可能在生物課上記得這個(gè)。然而,這并不是故事的全部。除了常見的化學(xué)突觸外,還有一種鮮為人知的突觸類型:電突觸?!半娡挥|非常罕見,而且很難用目前的方法檢測(cè)到。這就是為什么到目前為止它們幾乎沒有被研究的原因,” Georg Ammer 解釋說,他長(zhǎng)期以來一直對(duì)這些隱藏的細(xì)胞聯(lián)系著迷?!耙虼?,在大多數(shù)動(dòng)物的大腦中,我們甚至不知道最基本的事情,比如電突觸確切發(fā)生在哪里,或者它們?nèi)绾斡绊懘竽X活動(dòng)?!?/p> Georg Ammer 博士 電突觸直接連接兩個(gè)神經(jīng)元,讓神經(jīng)元交流時(shí)使用的電流從一個(gè)細(xì)胞流向另一個(gè)細(xì)胞,而無需繞道而行。除了棘皮動(dòng)物(是一類海洋無脊椎動(dòng)物?,F(xiàn)存的棘皮動(dòng)物包括海星、海膽、蛇尾、海參以及海百合),這種特殊類型的突觸在迄今為止所研究的所有動(dòng)物的大腦中都存在?!耙虼?,電突觸一定有重要的功能:我們只是不知道是哪些功能!” Georg Ammer 說。 在大腦中的分布 為了追蹤這些功能,Ammer 和他的兩個(gè)同事 Renée Vieira 和 Sandra Fendl 標(biāo)記了電突觸的一個(gè)重要的蛋白質(zhì)組成部分。因此,在果蠅的大腦中,他們能夠證明電突觸并非出現(xiàn)在所有的神經(jīng)細(xì)胞中,而是出現(xiàn)在大腦的幾乎所有區(qū)域。通過選擇性地關(guān)閉視覺處理區(qū)域的電突觸,研究人員可以證明,受影響的神經(jīng)元對(duì)某些刺激的反應(yīng)要弱得多。此外,沒有電突觸,一些神經(jīng)細(xì)胞類型變得不穩(wěn)定,并開始自發(fā)振蕩。 “結(jié)果表明,電突觸對(duì)不同的大腦功能很重要,根據(jù)神經(jīng)元的類型,可以發(fā)揮非常不同的功能作用,” Ammer 總結(jié)道,“因此,這些突觸也應(yīng)該被整合到連接組(Connectome)研究中?!?/p> 連接組示意圖 連接組是大腦或大腦區(qū)域中所有神經(jīng)元及其連接的地圖。通常,這些信息是通過電子顯微鏡圖像重建的,而電突觸在很大程度上是看不見的。如何將這些信息整合到連接組研究中,以及電突觸掌握的其他秘密,有待進(jìn)一步研究。 創(chuàng)立于1911年的馬普所 參考文獻(xiàn) Source:Max-Planck-Gesellschaft The dark matter of the brain Reference: Georg Ammer, Renée M. Vieira, Sandra Fendl, Alexander Borst. Anatomical distribution and functional roles of electrical synapses in Drosophila. Current Biology, 2022; DOI: 10.1016/j.cub.2022.03.040 |
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