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一种公认的神经发育原理受到质疑

2016.1.08

  最近,研究人员通过将两种相对较新的成像技术的优势结合起来,对一个广为接受的神经发育模型提出了质疑。

  大脑中神经元之间的连接,在出生后不久就经受了大量的活动依赖性修剪。但是最近研究人员发现,有比以前认为的更多的神经元连接,仍然完整地带入成年期。在《Cell Reports》发表的这项研究中,研究人员结合Brainbow技术和串行块面扫描电子显微镜的优势,来挑战这个被广为接受的神经发育原理。

  本文资深作者、美国弗吉尼亚理工大学Carilion研究所的Michael Andrew Fox说:“这项研究很重要,因为它提出了关于‘视觉皮层下电路结构’的根本性问题。希望这些结果将作为一个出发点,重新评估视觉皮层下电路和完善我们的想法。”

  突触消除的过程,已经在眼睛视网膜神经节细胞(RGCs)和大脑中间神经元之间形成的连接中,得以很好的研究。生理学证据表明,出生后不久,来自大约20个视网膜神经节细胞的输入信号,汇集到中间神经元。随后,除了一个之外的所有输入信号或这些输入信号当中的两个被除去。

  尽管已被广泛的接受,这个概念仍然与一些超微研究不同,这些研究显示了聚集到成年中间神经元上的许多视网膜终端(RGC轴突分支投射的远端终端)。造成这种差异的一个可能解释是,视网膜膝状体神经突触中的许多视网膜终端,是由一个单一的RGC分支产生的。

  为了验证这个想法,Fox和他的团队首次使用Brainbow腺相关病毒载体(Brainbow AAVs),它允许用独特组合的荧光报告蛋白来标记RGCs及其终端。在小鼠中,研究人员使用这种方法表明,视网膜终端集群起源于众多不同的RGCs。

  接下来,研究人员使用串行块面扫描电子显微镜,它允许在高分辨率下对突触进行三维重建,以显示来自众多轴突的终端聚集到相同的中间神经元上。

  总之,这些调查结果表明,中间神经元上存在着较以前认为更高水平的聚集。虽然研究并未揭示到底有多少RGCs支配每个中间神经元,作者认为数量可能超过十几个。

  Fox说:“下一步,研究人员将更好地理解为什么这些解剖学研究,与先前的生理学研究不匹配。关于视网膜突触和视觉丘脑中的连通性的生物学,我们缺少什么呢?希望其他人会将我们所用的技术,应用到他们的研究中,以推动这一领域向前发展。”

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