学习过程的一个新工具在小脑

流程在小脑参与影响运动技能学习的各种疾病。这些可以更好的研究使用一个新的工具由一个波鸿研究小组:一个light-activatable蛋白加上兴奋性受体的一部分。

这个optogenetic工具允许光激活信号通路在小脑的神经元,观察其效果。例如,Ida Siveke博士领导的小组从Stefan Herlitze教授的研究小组鲁尔大学波鸿,德国,能够表明,该信号通路参与cerebellum-controlled运动学习。在《研究人员报告他们的发现iScience2022年12月16日。

大脑的适应

人类大脑的一个最吸引人的特性是它的可塑性能力。这意味着大脑适应其活动的内部和外部条件。神经电路的功能以及行为、想法或感受可以改变结果。神经可塑性可以例如是由于发育或疾病相关激素平衡的改变,但也通过药物或基因变化。调查这是如何影响个人组神经细胞或受体,研究人员使用optogenetic方法。这涉及到使用激活蛋白质具体形象化神经元信号或通过光来控制细胞的功能。

metabotropic谷氨酸受体类型1-mGluR1小品小脑的神经可塑性的一个重要的角色。其激活导致特定的神经细胞之间的联系,所谓的突触,改变。

一个工具有助于观察小脑

“为了学习和小脑调节可塑性,我们开发了一个optogenetic工具,允许我们调整mGluR1通过光信号级联,“报告Ida Siveke和Tatjana Surdin。这个工具,称为OPN4-mGluR1,由光敏蛋白质,视网膜或OPN4,加上mGluR1受体的一部分,可以引入各种细胞和产生。

“这使我们能够激活信号通路以同样的方式,因为它自然发生。但现在通过光,”解释Tatjana Surdin。激活导致的增加的钙的浓度神经细胞和增加活动在某些细胞的小脑浦肯野细胞。激活的信号通路下调一个特定的突触的功能,并行fiber-Purkinje细胞突触,长时间的一段时间。

学习控制的电动机小脑也可以提高光激活。“这意味着我们OPN4-mGluR1工具开辟了新的可能性为研究不同类型的cerebellar-associated疾病,如脊髓小脑的共济失调,基于mGluR1信号的功能障碍和神经可塑性,”艾达Siveke说。