研究人员将神经系统的复杂分支形象化
我们的神经系统由数十亿个神经元组成，它们通过轴突和树突相互交流。当人类大脑发育时，这些结构以一种精美复杂但鲜为人知的方式分支出来，使神经细胞形成连接并在全身发送信息。现在，耶鲁大学的研究人员已经发现了这个复杂系统生长背后的分子机制。他们的研究结果发表在科学的进步．
“神经元是高度分支的细胞，它们之所以是这样，是因为每个神经元都与数千个其他神经元连接，”乔·霍华德博士说，他是尤金·希金斯分子生物物理和生物化学教授，物理学教授，也是这项研究的高级研究员。“我们正在研究这个分支过程——分支是如何形成和生长的?这是整个过程的基础神经系统作品。”
研究小组研究了果蝇从胚胎成熟到幼虫的神经元生长过程。为了观察这一过程，他们用荧光标记标记神经元，并在旋转圆盘显微镜上对它们进行成像。由于神经元位于角质层(最外层)下，研究人员能够实时观察活幼虫的这一过程。在对不同发育阶段的神经元进行成像后，该团队能够制作生长的延时电影。
在发育的最初阶段，感觉神经元一开始只有两三个树突。但在短短五天内，它们就长成了巨大的、像树一样的结构，有数千根树枝。树枝状尖端的分析揭示了它们的动态和随机(随机确定的)生长，在生长、收缩和暂停状态之间波动。
“在我们的研究之前，有一种理论认为神经元可能会像气球一样膨胀和收缩，”该研究的副研究员和主要作者Sonal Shree博士说。“我们发现，它们不是像气球一样膨胀，而是在生长和分叉。”
“我们发现，我们可以完全根据细胞尖端的活动来解释神经元的生长和整体形态，”该研究的副研究员和联合主要作者Sabyasachi Sutradhar博士说。霍华德说:“这意味着现在我们可以专注于这些技巧，因为如果我们能理解它们是如何工作的，那么我们就能理解细胞的整个形状是如何形成的。”
从循环系统的静脉和动脉到肺的细支气管，生物学上有一个完整的分支世界。霍华德的实验室希望更好地理解分支细胞水平上也将在分子和组织水平上阐明这些过程。
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