新的“分子”工具有助于脑细胞中单个突触的脱落

神经元是神经系统的主要细胞，在它们之间传递的信号负责我们所有的行为和认知能力。特别是，学习和记忆被认为与“长期增强”(long-term potentiation)过程有关。“长期增强”是指通过突触(神经元之间的小间隙)持续传递信号，从而加强特定神经元之间的联系。长期增强可以通过突触改变神经元之间的连接——通过改变它们的大小和组成。了解长期增强是如何发生的，对于澄清我们的大脑是如何学习和保留新知识很有价值。来自日本的一组科学家现在在理解长期增强方面取得了重大进展。继续读下去，了解如何做到这一点!

学习长期潜力的一种方法是使用Optogenetics，即激活神经元并监测他们在光刺激下的反应。光遗传学允许科学家激活单个神经元，并分析神经元在神经元网络中的工作方式。因此，光遗传学是一个革命性的进步神经科学研究，但是光基因工具修饰单个突触(脊柱)直到现在还没有发展出来。这是一个问题，因为神经元信号通路可能具有脊柱特异性效应。特别是，对于长期增强至关重要的CaMKII蛋白，被谷氨酸分子以一种脊柱特定的方式激活，但激活过程中突触上到底发生了什么仍是一个谜。

幸运的是，日本国家生理科学研究所的研究团队由Hideji Murakoshi博士领导，解决了这个问题。团队融合Camkii与植物感光体的特定领域（一种响应光的细胞）。该域名称为Lov2-Jα导致Camkii对Light敏感，之后他们在不同类型的孤立神经元和生物小鼠中表达了这种新的光致灭活Camkii。他们最近在期刊上发表了他们的发现自然通讯。

“我们非常兴奋地发现激活的Camkii触发了一些重要的效果，特别是招募导致连锁反应的受体，然后穆克科博士解释道。该过程物理地改变树突刺，扩大它们，这是科学家在其实验中观察到的结果。重要的是，这种过程所需的所有情况是Camkii激活 - 为了将其置于科学术语，Camkii活化足以用于单个树突脊柱的长期增强，这尚未在之前证明。该团队还使用了基于光的成像技术和光激活的CAMKII来确定在长期增强期间激活的信号传导分子。所有这些调查结果都结合起来提供更好的图像在突触水平在突触水平上发生多长期电位。

“除了我们发现的关于一个重要神经过程的有价值的信息外，我们的光激活CaMKII是现有光基因工具的一个主要补充，”当被问及他们工作的重要性时，Murakoshi博士评论道。“我们已经创造了一些可以用来操纵神经元信号和研究突触可塑性的东西——或在记忆形成等事件中发生在单个突触上的生理变化。”

科学家们乐观地认为，随着进一步的发展，控制突触的能力也会对治疗大脑疾病(如自闭症)产生重要影响——这是神经科学的非凡成就!

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