发现了一个新奇的方法,突触可以调节神经元电路

信息传递的基本过程从一个神经元传到另一个神经元发生通过继电器电气和化学信号的突触,神经元之间的连接。电子信号,称为动作电位,导致在突触前神经元电压门控钙通道开放。通过钙通道的涌入触发释放神经递质(化学信使),它穿越下一个神经元的突触传递,传递信息。

”机制在控制信息流动的强度对大脑功能至关重要,”塞缪尔说年轻的博士,解剖学和细胞生物学副教授卡佛爱荷华州立大学医学院和爱荷华州的神经科学研究所的一员。“关键控制信息流的涌入钙通过突触钙通道,这取决于数量的钙通道嵌入到突触前膜。尽管其重要性,但我们不明白控制突触钙通道的数量。”

在中枢神经系统,有三种亚型的Cav2电压门控钙通道的家庭。其中,Cav2.1是最有效地触发从突触神经递质释放,因为它存在在更高水平相比其他Cav2亚型。Cav2.1亚型也与人类疾病相关的占主导地位的同种型被称为Cav2 channelopathies,其中包括形式的偏头痛,癫痫和共济失调。

更好的理解如何Cav2.1和其他钙通道参与神经传递监管可能揭示的方法治疗加强突触中没有一种疾病状态。

控制钙通道

当前该领域教条的提议活跃区,专业网站突触控制神经递质释放,只能容纳一个特定数量的Cav2钙通道和总是人满为患。特别是,这表明不可能增加Cav2.1频道。因此这限制的手段可以增加突触强度。

“我们能够表明,实际上你可以把更多的Cav2.1渠道活跃区显示活跃区不了能力。此外,增加更多的渠道增加突触强度,”年轻人说,他是这项研究的资深作者,12月10日在线发表在《华尔街日报》神经元。

研究还推翻了之前考虑通道亚型是主导,通过证明Cav2.1渠道在Cav2.2青睐。

团队还显示,这些发现是真的为他们的神经电路在早期和成熟的发育时间点。

“这意味着投入更多的钙通道的能力是通过生物体的生命周期,”年轻的补充道。

创新驱动的发现

使用几个年轻和他的团队找到了他们的发现创新技术他们已经开发了。例如,基因疗法向量称为辅助依赖adenoviral向量,具有较大的承载能力比传统的向量,允许他们提供相对较大的基因编码钙通道进入本机完整的神经电路。他们也有一个系统,允许过度钙通道的神经元。结合这两种技术允许团队力超表达不同的钙通道亚型对突触强度的影响进行调查。

此外,该小组使用一种成像技术,个人标签钙通道与黄金,并允许科学家们想象身体钙通道和量化的频道数量的活跃区。

“这种技术允许我们表明,变化真的由于渠道的数量的增加,因为我们可以直接可视化个人钙通道和测量它们,”年轻人说。

研究结果表明,它可以增加的数量钙通道在活动区域,这是一种加强之间的神经传递神经元。

“现在我们知道必须有具体机制突触或一些其他的检查点控制通道所使用的比例和类型。但这些机制是什么是一个很大的未解决的问题,”年轻人说。“基本上,本研究开辟了一个全新的途径的研究和思考如何突触调节突触强度的新方法。此外,这些发现将提供基本见解信息是如何编码的神经系统,促进发展的治疗范围广泛的神经和神经精神障碍。”