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神经传递过程中只有一小部分突触可能活跃

哥伦比亚大学的科学家开发了一种新的光学技术,以研究信息如何在小鼠的大脑中传输。他们使用这种方法发现,在任何给定时间,只有一小部分突触可能处于活动状态。

精神病学,神经病学和药理学生物学教授David Sulzer博士说:“了解我们如何完成复杂的任务,例如学习和记忆,就需要我们研究大脑如何通过突触将关键信号从一种神经元传递到另一种神经元。”在哥伦比亚大学医学中心。“较早的技术只能揭示出大型突触中正在发生的事情。我们需要一种方法来观察单个突触的神经递质活性,以帮助我们更好地理解它们的复杂行为。”

为了获得详细的突触活性视图,苏尔寿(Sulzer)的团队与哥伦比亚大学化学副教授达利博·萨默斯(Dalibor Sames)实验室合作开发了一种新型化合物,称为荧光假神经递质200(FFN200)。当将FFN200添加到小鼠的大脑组织或神经细胞中时,它会模仿大脑的天然神经递质,并使研究人员可以监视化学信息的传递。

FFN200荧光分子跟踪小鼠突触中多巴胺的神经传递。图片来源:哥伦比亚大学医学中心苏尔寿实验室

使用荧光显微镜,研究人员能够在单个突触中查看多巴胺的释放和再摄取,这与运动学习,习惯养成和奖励寻求行为有关。当在脑组织样本中对所有神经元进行电刺激时,研究人员预计所有突触均会释放多巴胺。相反,他们发现只有不到20%的多巴胺能突触在电脉冲后才起作用。

“为什么会有这么大的沉默突触库?”该论文的合著者萨默斯博士说。“也许这些沉默的终端暗示着大脑中尚未揭示的信息编码机制。”

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