研究表明一些神经元如何弥补邻居的死亡

我们的大脑是由数十亿神经元组成的复杂网络，不断地通过突触传递信息，而这种交流是我们每一个想法和动作的基础。

但是当神经元死亡时，回路会发生什么变化呢?其他的可以神经元围绕它捡起多余的东西来保持同样的功能水平?

根据芝加哥大学的一项新研究，它们的确可以，但不是所有的神经元都有这种能力。通过研究果蝇模型中支配不同肌肉的几对神经元，研究人员发现一些神经元可以弥补失去邻居的损失。

研究结果发表于2021年2月17日神经科学杂志》上，是了解大脑的可塑性方向的一步，并使用该知识更好地了解正常发展，还能更好地了解神经退行性疾病。

“现在我们知道一些神经元可以在其他神经元死亡时可以弥补，我们可以询问这种过程是否也可以在神经疾病中发生，”罗伯特卡拉里罗，博士学位说，分子遗传学和细胞生物学助理教授和相应作者本文。

因为这人脑果蝇模型非常复杂，研究人员利用相对简单的果蝇模型来研究基本的神经科学概念，这些概念有可能转化为我们的高级大脑。

为了更好地了解大脑如何适应结构性和功能变化，卡拉里罗和研究生yupu王检查了果蝇的神经肌肉系统，每个系统肌肉由两个运动神经元支配。我们知道，当神经元的突触受到干扰时，神经元可以改变它们的活动，这个过程被称为突触可塑性，他们想知道如果从系统中移除一个神经元会发生什么。其他神经元会响应和弥补这种损失吗？

回答不是一个简单的问题：除去单一神经元而不同时破坏其他神经元是困难的，并且难以测量单个神经元的基线活动。研究人员通过在非常具体的子集中表达细胞死亡促进基因来解决这一点运动神经元。然后，他们使用成像和电生理记录来分离这两个神经元中剩余的单个神经元的活动。

他们发现，在其中一块肌肉中，剩余的神经元扩展了其突触轴，并对其缺失的邻居的自发和诱发神经传递进行了补偿。然而，当研究人员在另外两块肌肉上进行同样的操作时，他们发现剩下的神经元并不能补偿失去的相邻神经元。

“似乎有些神经元有能力检测和弥补其邻近的神经元，其他神经元没有，其他神经元没有，”王某说，他正在开发，再生和干细胞生物学委员会研究生研究。

这可能是因为，正如研究人员发现的那样，每个神经元有不同的功能属性。在基线条件下，补偿邻近神经元损失的神经元也对肌肉的整体活动贡献最大。

这仍然给研究人员留下了一个有趣的问题:剩余的神经元如何知道该补偿多少?他们假设，这些神经元对一起工作，在回路形成时为活动建立一个“设定值”。事实上，他们发现，如果相邻神经元从未形成突触——如果系统从未知道它应该从两个神经元获得信息——那么剩余的神经元将不会进行补偿。

这给我们带来了希望，进一步的研究可以帮助阐明，神经元的邻居是否会受到诸如肌萎缩性脊髓侧索硬化症ALS可导致神经元的进行性死亡和肌肉功能的丧失，表现出突触可塑性。

接下来，研究人员正在研究导致赔偿的机制。他们希望更好地了解神经元已经死亡的信号是如何发送的，以及该信号如何导致其他神经元来补偿。

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