创新技术标签和抑制性神经元揭示了不同的调优配置文件的映射
神经元是复杂的、高度连接细胞与多个网络在整个大脑,他们表现出广泛的活动。因此,单个神经元可以执行许多功能。神经元通常分为兴奋性或抑制性基于下游影响其他细胞,每个细胞接受多样化的兴奋和抑制性突触输入,帮助塑造,细胞的独特属性。在最近的一项研究中,研究人员在佛罗里达州马克斯普朗克研究所神经科学表明抑制性输入神经元的视觉皮层比此前认为的更加多样化,这表明我们目前的神经连接的概念可能只反映了整个画面的一部分。团队的研究探讨神经元是如何连接在一起,这些连接有什么影响神经元的特性。利用基因工具、成像技术、光遗传学,他们表明抑制性输入到单一神经元可以偏离规范的皮质电路。这个奇怪的存在,differentially-tuned抑制表明皮层连接比以前认为的更加灵活,允许多路复用计算。
很少有研究映射抑制性输入上神经元在完整的大脑回路。尽管各种各样的技术来可视化兴奋性连接,有几乎没有现成的研究共病的抑制连接。本杰明肖勒博士,高级研究科学家大卫·菲茨帕特里克博士的实验室,威尔逊和丹尼尔博士,哈佛医学院的博士后研究员,开发了一种策略,标签和当地抑制性输入映射到一个细胞。他们表达了荧光蛋白特别是在抑制性神经元,利用遗传标记只针对这些细胞,并与图案结合全细胞膜片箝记录神经元的刺激来记录他们的个人活动。在相同的细胞,他们还测量了选择性不同方向的边缘移动。
肖勒和同事们发现的选择性抑制输入可能平行或完全偏离目标的神经元,揭示抑制的“多样化”。以前,人们认为这些输入都应该co-tuned,对齐功能的偏好。数据从这个研究表明,根据网络激活、抑制细胞有不同的调整配置文件能够独特贡献和允许网络响应的灵活性。“这些高度互联、动态网络,这些研究也开始告诉我们,我们希望发现的功能连通性是比我们以前所认为的更复杂,”言论肖勒。进一步,了解解剖连接,或“连接体”,可能不是完全足以理解大脑回路,强调需要映射和阐明大脑的功能连接体。
神经调优规则是绝不简单,与不同的刺激条件唤起兴奋和抑制的不同模式,和有更多复杂的视觉系统,尚未发现。但标签和成像技术的发展,如肖勒的论文中概述开门备查的突触输入单个神经元。“我们必须感激的全部复杂性如何从事电路单个神经元,”菲茨帕特里克。“本文的力量在于技术,使我们能够记录单个神经元而提出一种视觉刺激和选择性地激活抑制性神经元。”Scholl and the Fitzpatrick lab hope to understand how excitation and inhibition are used flexibly to encode information, including during early development. Subsequent studies may explore the role of experience in shaping neuronal networks and the varying impact of individual neurons under different stimuli or contexts. The lab also hopes to develop new techniques for better resolution imaging and precise stimulation of single细胞为了进一步描述的抑制性神经元的作用视觉皮层。
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