科學家闡明了突觸相互競爭的過程，并描述了在發(fā)育過程中如何消除弱和嘈雜的突觸。
九州大學的科學家發(fā)現了大腦發(fā)育中一個關鍵但經常被忽視的階段(稱為突觸修剪)的潛在機制。
研究小組使用小鼠二尖瓣細胞(嗅覺系統(tǒng)中的一種神經元)進行研究。他們發(fā)現，當神經元接受神經遞質信號時，受體樹突會通過一系列化學途徑受到保護。同時，去極化會觸發(fā)同一細胞的其他樹突遵循一條促進修剪的單獨途徑。該研究結果最近發(fā)表在《發(fā)育細胞》雜志上。
神經元如何連接和重塑自身是神經生物學的一個基本問題。正確網絡背后的關鍵概念是神經元形成并加強與其他神經元的連接，同時修剪過多和不正確的神經元。
“神經回路重塑中的一個常見短語是‘一起發(fā)射’和‘不同步，失去鏈接’。前者描述了相互傳遞信號的神經元如何傾向于加強聯(lián)系，而后者則解釋了如果沒有信號傳遞，聯(lián)系就會減弱，”領導這項研究的九州大學醫(yī)學學院的 Takeshi Imai 教授解釋道。“這是一個精煉過程，對于大腦的正常成熟至關重要。”
出生兩天后小鼠的嗅球帶有熒光指示信號。視頻顯示，嗅球中的信號中轉站腎小球會自發(fā)地發(fā)出信號。這種自發(fā)的信號傳導最終將導致二尖瓣細胞的適當網絡化和修剪。使用雙光子顯微鏡對視頻進行離體成像。圖片來源：九州大學/今井實驗室
幾十年來，包括今井教授在內的研究人員探索了神經元如何形成和加強其連接的基本過程。然而，這一過程中存在一個很少有人研究的重大缺陷：這些聯(lián)系是如何消除的。
“神經元連接的消除，我們稱之為修剪，是該領域每個人都知道和觀察到的事情。但如果你看一下文獻，就會發(fā)現缺乏對驅動這一過程的確切機制的研究。”第一作者 Satoshi Fujimoto 解釋道。
連接的消除發(fā)生在神經系統(tǒng)的各處，例如神經肌肉接頭，即向肌肉發(fā)送運動信號的神經元。首先，肌纖維接收來自許多運動神經元的輸入。隨著你的成長，這些連接會得到微調，其中一些連接會得到加強，而另一些則會被消除，直到只有一個神經元連接到一根肌肉纖維。這就是為什么你在很小的時候就缺乏運動控制和協(xié)調能力。
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