美国艾伦研究所和霍华德·休斯医学研究所科学家通过蛋白质工程技术,改造出一种特殊蛋白,名为iGluSnFR4,这是一种分子级“谷氨酸指示器”,可用于实时观察大脑中神经元的交流过程。这一成果有助破译大脑隐藏的“语言”,加深对其复杂神经回路运作方式的理解。相关成果发表于新一期《自然·方法》杂志。
科学家使用先进显微镜对iGluSnFR指示器进行成像,以研究神经元在大脑中的信息处理方式。图中两名科学家正在校准其中一台显微镜。图片来源:美国艾伦研究所
在大脑中,数十亿个神经元通过沿着其分支状的轴突传递电脉冲,相互“交流”。当电信号到达轴突末端——突触时,它们无法跨越间隙到达下一个脑细胞。但电信号会触发化学信使的释放,也就是神经递质。其中,谷氨酸就是最常见的一种,在记忆、学习和情绪中起着至关重要的作用。谷氨酸被释放到突触中,从而促使下一个脑细胞依次放电。
这一过程有点像一排倒下的多米诺骨牌,但复杂得多。每个神经元都会接收来自成千上万个其他神经元的输入,而正是这些输入神经元放电的特定模式和组合,决定了下一个(接收)神经元是否会放电。
在以往的研究中,科学家只能记录神经元发出的信号,也就是它们“说了什么”,而无法真正“听到”神经元在接收什么。这些输入信号既微弱又迅速,在单个突触层面几乎无法捕捉。iGluSnFR4的出现解决了这一难题。其对谷氨酸极为敏感,能检测大脑中神经元之间最微弱的输入信号,使科学家“听到”神经元接收到的信息,为解析支撑学习、记忆和情绪的复杂电活动级联过程提供了新途径。
此外,谷氨酸信号异常与阿尔茨海默病、精神分裂症、自闭症和癫痫等多种神经系统疾病相关。科学家可利用iGluSnFR4更精确地观测突触活动,从而深入研究这些疾病的发生机制。
12月13-14日,第15届中美绿色能源论坛在南京召开。论坛由中国电机工程学会、美中绿色能源促进会主办,以“碳中和实现路径与 中新网北京12月19日电 (记者 孙自法)施普林格·自然旗下专业学术期刊《自然-计算科学》最新发表一篇论文称,研 12月16日,“第六届中国行业发展高峰论坛”暨上海交通大学行业研究院五周年系列活动(上海站)成功举行。此次论坛主题为“知 近日,上海市人社局等八部门联合出台《关于优化上海市博士后发展综合环境的实施意见》,新增“博士后国际合作交流”资 呼吸道合胞病毒在国内终于有了预防性药物。 2024年1月2日,阿斯利康与赛诺菲共同宣布,长效单克隆抗体尼塞韦单抗(商品名:乐 关于发布《中国博士后科学基金资助指南(2024年度)》的通知 中博基字〔2024〕2号 各省、自治区、直辖市及新疆生产 。本文链接:工程蛋白让人类“听到”神经元交流http://www.sushuapos.com/show-11-29847-0.html
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