研究发现,在神经传递过程中,只有一小部分突触是活跃的

在老鼠身上使用的新光学技术,提供了多巴胺在大脑中如何工作的详细观察

研究发现,在神经传递过程中,只有一小部分突触是活跃的

哥伦比亚大学的科学家们开发了一种新的光学技术来研究信息是如何在老鼠大脑中传输的。通过这种方法,他们发现只有一小部分突触——控制大脑活动的细胞之间的连接——在任何给定的时间都是活跃的。

这项研究发表在最新一期的自然神经科学.

哥伦比亚大学医学中心精神病学、神经学和药理学神经生物学教授David Sulzer博士说:“了解我们如何完成学习和记忆等复杂任务,需要我们了解我们的大脑如何通过突触将称为神经递质的关键信号从一个神经元传递到另一个神经元。”(CUMC)。“较旧的技术只能揭示大量突触中发生的情况。我们需要一种方法来观察单个突触的神经递质活动,以帮助我们更好地了解它们复杂的行为。”

为了获得突触活动的详细视图,Sulzer的团队与哥伦比亚大学化学副教授Dalibor Sames博士的实验室合作,开发了一种名为荧光假神经递质200 (FFN200)的新型化合物。将FFN200添加到老鼠的脑组织或神经细胞中,可以模拟大脑的天然神经递质,使研究人员可以监视化学信息的活动。

利用荧光显微镜,研究人员能够观察多巴胺的释放和再摄取。多巴胺是一种神经递质,参与个体突触的运动学习、习惯形成和奖赏行为。当对脑组织样本中的所有神经元进行电刺激时,研究人员预计所有突触都会释放多巴胺。相反,他们发现只有不到20%的多巴胺能突触在电脉冲后活跃。

论文合著者萨姆斯博士说:“为什么会有这么多沉默的突触呢?也许这些沉默的终端暗示了大脑中信息编码的一种机制尚未被揭示。”

这项研究的作者计划在未来的实验中继续这一假设,并研究其他神经递质的行为。

苏尔泽博士说:“这项特别的研究并没有解释是什么导致大多数突触保持沉默。如果我们能够解决这个问题,我们可能会了解更多关于多巴胺水平的改变如何与帕金森病、成瘾和精神分裂症等脑疾病有关。”

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多巴胺、神经学、神经科学、帕金森病

参考文献

这项研究的题目是,”荧光假神经递质显示纹状体功能性沉默的多巴胺囊泡簇“其他贡献者包括:丹妮拉·佩雷拉、伊冯·施密茨、约瑟夫·梅萨罗斯、保洛米·梅特恩、胡刚、舒莉、亚当·亨克、何塞·E·利扎迪·奥尔蒂斯、理查德·J·卡波维奇、小特拉维斯·J·摩根斯坦、马克·S·桑德斯、艾伦·坎特、帕梅拉·C·罗德里格斯和尤金·莫沙罗夫,。

这项研究得到了哈罗德和莱拉·Y·玛瑟斯慈善基金、国家精神卫生研究所(Ro1R01MH0865 45和R01MH108186)的资助,国家神经疾病和中风研究所(GrimR01NS07222)。国家科学基金会、JPB、McKnight和米迦勒·J·福克斯基金会和乌德尔帕金森疾病研究中心。

帕金森氏病基金会也支持这项工作。

作者声明了相互竞争的经济利益:详细信息可在论文的在线版本中找到。D.Sulzer和D.Sames被列为本研究中使用的FFN200专利(8337941)和FFN102专利申请(13/575535)的发明人。

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