新策略或可揭示神经元反应特性产生机制

2013-7-10 08:54 来源: 中国科学报
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  中科院上海生科院神经所郭爱克研究组日前开发出一种新的双色钙成像法,并利用这种方法针对果蝇中单个蘑菇体神经元对嗅觉刺激的反应特性进行了研究。相关论文日前在线发表于美国《国家科学院院刊》。

  据介绍,对于大多数神经元来说,其所执行的操作无非是将所接收的许多突触前输入进行整合,转化为最终的输出信号。所以,单个神经元对外界刺激的反应特性在很大程度上是由它所接收的突触前神经元的反应特性转换而来的。如果能够将一个神经元所接收的突触前神经元的反应特性逐一测量出来,并和这个神经元自身的反应特性进行比较,就可以清晰地了解这个神经元所参与的环路。然而,由于神经环路的结构极端复杂,迄今为止,尚没有一种有效的策略能够将某一神经元的突触前神经元逐一找出,并进行详细的功能研究。

  为此,郭爱克研究组引入了一种基于双色钙成像的新策略,并将其应用于果蝇的蘑菇体神经元(KC)上。研究人员用绿色钙指示蛋白G-CaMP标出单个KC,同时用红色钙指示蛋白R-GECO标出许多前级的投射神经元(PN);通过结构上的追踪,就可以分辨出单个KC从哪些PN轴突末梢接收输入,并用功能成像将这个KC和它所接收的PN轴突末梢对气味的反应逐一测量出来,从而进一步了解这个 KC的反应特性如何从突触前PN转化而来。

  专家认为,这项工作所引入的策略为研究果蝇蘑菇体中的信息传递和整合过程提供了一种全新的视角,并在一定程度上揭示了蘑菇体神经元气味编码特性的来源。

  郭爱克表示,这种策略未来有可能应用于其他多种环路,以揭示更加复杂的神经元反应特性是如何产生的。