Nature子刊解析巨突触的形成
人类和绝大多数哺乳动物，能够相当敏锐的判断声音来源的空间位置。声音信息到达左右两耳的时间存在微小的延迟，为了判断声音的来源，大脑发展出了能够快速检测上述延迟的环路。人们已知的最大脑部突触，就是这一环路的核心。现在，科学家们揭示了这些巨突触形成的机制，这一机制使我们能够极为有效的处理听觉信息。
大型突触通讯更快
一般来说，神经元之间存在大量被称为突触的接触点。在给定的时间范围内，神经元必须从邻近神经元接受信号，并发出自身信号作为回应。这时，神经元之间的信息传递，是一种相对随机的方式。
但大脑中的听觉系统却并非如此，该系统内的突触往往非常大，被称为“Calyx of Held”突触。这些巨型突触拥有数以百计的接触点，能够快速的传递信号。“这可以说是一种神经元之间的点对点通讯，”领导这项研究的Ralf Schneggenburger教授说。与绝大多数其他神经环路相比，这种巨型突触处理信息特别快。
EPFL的研究人员在Nature Neuroscience杂志上发表研究，鉴定了起始上述巨突触生长的特定蛋白，并描述了这些蛋白的作用，为多种神经学疾病带来了新的启示。
鉴定蛋白
研究人员在小鼠中进行了全基因组筛查，发现BMP蛋白家族的一些成员是calyx区域的潜在信号分子。为了验证BMP蛋白的功能，研究人员使小鼠脑部听觉区域的BMP蛋白受体失活。“巨突触Calyx of Held区域的生理学信号发生了显著的改变，”文章的第一作者Le Xiao说。
随后，研究人员在电镜观察的基础上进行了三维重建，发现BMP蛋白受体失活后，不能形成单个巨大的Calyx of Held突触，而是出现了数个较小的突触。“这说明BMP蛋白参与的过程，既起始Calyx of Held突触的生长，还避免了其他突触的出现，”Schneggenburger说。
研究显示，去除小鼠听觉系统的BMP受体，会使突触发生形态学和功能性的异常，损害神经终端的生长，减少成熟神经递质的释放。
突触连接，神经学疾病的关键
这一研究增加了人们对听觉系统的了解，展示了BMP蛋白在大脑突触连接中的重要作用。目前，Schneggenburger及其同事正在研究BMP蛋白对大脑其他部位的作用。“精神分裂症、孤独症等一些神经学疾病中，大脑关键区域的突触连接发生了异常，”Schneggenburger解释道。了解这一过程中各蛋白的功能，可以帮助科学家们进一步了解相关疾病。
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