研究小组表明,电突触遍布大脑,可以影响单个神经细胞

大脑中的暗物质
电突触连接着几乎所有大脑中的神经元;然而,人们对它们知之甚少。现在,一项研究首次显示了果蝇大脑中这些特定突触的位置,它们影响着神经细胞的功能和稳定性。资料来源:MPI生物智能研究所/茱莉亚·库尔

电突触是无所不在的,但很少被探索。它们几乎是每一种动物大脑的一部分,但即使在电子显微镜下,它们通常也看不见。

“电就像大脑中的暗物质,”MPI生物智能基金会(i.f)主任亚历山大·博斯特说。现在,他所在部门的一个团队在《科学》杂志上发表了一项研究当代生物学他们仔细观察了这个很少被探索的大脑组成部分:在果蝇的大脑中,他们能够证明几乎所有的大脑中都存在电突触并且会影响单个神经细胞的功能和稳定性。

神经元通过突触进行交流,突触是化学信使将刺激从一个细胞传递到另一个细胞的小接触点。我们可能在生物课上记得这个。然而,这并不是故事的全部。除了众所周知的在美国,还有第二种鲜为人知的突触:电突触。“电突触非常罕见,用目前的方法很难检测到。这就是为什么到目前为止它们几乎没有被研究过的原因,”长期以来一直对这些隐藏的细胞连接着迷的Georg Ammer解释道。“因此,在大多数动物的大脑中,我们甚至不知道基本的事情,比如电突触到底在哪里发生,或者它们是如何影响的."

一个电突触连接两个直接,允许神经元用来交流,从一个细胞流动到另一个细胞,没有绕路。除了棘皮动物,这种特殊类型的突触存在于每一种动物的大脑中研究到目前为止。“因此,电突触必须具有重要的功能;我们只是不知道是哪些,”葛格·阿默说。

在大脑中的分布

为了追踪这些功能,Ammer和他的两位同事Renée Vieira和Sandra Fendl标记了一种重要的电突触构建蛋白质。因此,在果蝇的大脑中,他们能够证明并不是所有果蝇都有电突触但在大脑的几乎所有区域。通过选择性地关闭视觉处理区域的电突触,研究人员可以证明受影响的神经元对某些刺激的反应要弱得多。此外,没有电突触,一些神经细胞类型变得不稳定,开始自发振荡。

“结果表明,电突触对不同的大脑功能都很重要,并且可以发挥非常不同的功能作用,这取决于神经元的类型,”Ammer总结道。“因此,这些突触也应该整合到连接组研究中。”连接组是大脑或大脑区域中所有神经元及其连接的地图。通常,这些信息是从图像——电突触在很大程度上是看不见的。如何将它们整合到连接体研究中,以及电突触所拥有的其他秘密是一个有待进一步研究的课题。

更多信息:葛格·阿默等,果蝇电突触的解剖分布和功能作用,当代生物学(2022)。DOI: 10.1016 / j.cub.2022.03.040
期刊信息: 当代生物学

引用:研究小组表明,电突触遍布大脑,可以影响单个神经细胞(2022,4月5日),检索自2022年12月31日//www.pyrotek-europe.com/news/2022-04-team-electrical-synapses-brain-individual.html
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