研究人员发现突触修剪的机制

九州大学的研究人员还发现了一个基本机制至关under-looked在大脑发育阶段:突触修剪。

使用鼠标僧帽电路类型神经元的嗅觉系统的研究小组发现,当神经元接受神经递质信号,接收树突是通过一系列化学保护途径。同时,相同的去极化触发其他树突细胞通过不同的途径,促进修剪。他们的研究发表在《华尔街日报》细胞发育。

神经元连接和如何改造自己是神经生物学的基本问题。适当的网络背后的关键概念是在神经元形成和加强与其他神经元的连接修剪过度和不正确的。

“神经回路改造中的一个常见的短语是“捆绕在一起的”和“不同步,失去你的链接。”前描述神经元相互之间传递信号往往会加强联系,而后者解释说没有信号表示连接减少,”教授解释道武Imai从九州大学的医学科学教师,他领导了这一研究。“这是一个提炼的过程,是大脑正常成熟的基础。”

几十年来,研究者包括Imai-have教授研究的基本过程和加强连接的神经元是如何形成的。然而,在这个过程中有一个主要的差距,一些人检查:如何消除连接。

“消除神经元连接,我们所说的修剪,是每个人都在了解和观察。但如果你看看文献,缺乏研究的确切机制,开车过程中,”第一作者Satoshi藤本解释道。

消除连接发生在神经系统,例如在神经肌肉连接,发送信号的神经肌肉运动。起初,肌肉纤维从许多运动神经元接收输入。当你成长,这些连接threshold,有些是加强,而其他人则是消除,直到一个神经元连接到一个肌肉纤维。这就是为什么你有尴尬的在早期运动控制和协调。

“我们决定调查究竟发生在神经元在装修,所以,我们考虑使用鼠标僧帽细胞,细胞的一种安置在嗅球,大脑中心参与我们的嗅觉。在成人中,僧帽细胞有一个连接到信号中转站称为肾小球。但在早期发展僧帽细胞发送分支成许多小球,”藤。“随着时间的推移,这些树枝修剪离开一个强烈的联系。最后,僧帽细胞只能嗅出一种特定类型的气味。”

首先,研究小组发现,嗅球神经递质谷氨酸的自发脑促进树突修剪。然后团队专注于僧帽细胞内信号通路。他们发现一个独特的保护/惩罚机制,将加强某些连接和开球他人的修剪。

“我们发现,在僧帽细胞信号从谷氨酸为修剪至关重要。当谷氨酸受体结合NMDAR在树突,它抑制了修剪机械的分子称为RhoA”,继续藤本。“这“救我”信号是重要的保护从修剪。”

在谷氨酸输入,僧帽细胞也去偏光和火灾信号。该小组还发现,去极化的激活触发RhoA其他树突细胞相同,并开始修剪过程。简单地说,树突接收直接谷氨酸信号保护,而另一个树突联系。

”这种“惩罚”信号不受保护突触消除只作用于突触,它也解释了为什么只有一个强大的连接成为赢家和其他人协调弱和嘈杂的投入成为失败者,“Imai解释道。

团队的发现揭示新信息的问题但在神经发育关键阶段。

“适当的修剪的神经元连接是一样重要的加强网络。如果它在任意方向出错会导致不同类型的神经生理学紊乱。连接与精神分裂症太少,而太多的连接被发现患有自闭症谱系障碍,例如,“Imai表示。“理解这些疾病我们需要仔细观察每一步的发展。”

参考:藤本,Leiwe MN, Aihara年代,et al。依赖性活动地方保护和侧抑制控制突触竞争发展中僧帽细胞的老鼠。细胞发育。2023年。doi:10.1016 / j.devcel.2023.05.004

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