
根据斯坦福大学医疗中心的研究,当脑部发育时,神经元会向外形成新连接,但只有少量分支得以保留。该研究发表于4月21日的《自然》杂志,揭示了神经元如何根据电活动水平选择保留或缩回连接,这有助于理解脑部连接形成的机制。
研究人员利用透明斑马鱼幼体(三天大)作为模型,将其浸入可呼吸的半固体介质中,以便长时间观察脑部发育。通过高分辨率成像,他们追踪了单个神经元分支的生长和收缩动态。结果发现,分支的稳定性遵循“会闹的小孩有糖吃”原则:电活动更频繁的神经元分支更可能被保留并形成稳定连接,而安静的分支则倾向于缩回。
具体而言,神经元通过竞争性机制,活跃分支释放的信号促进自身稳定,同时抑制邻近分支的生长。这一过程依赖于钙离子信号和下游基因表达,类似于长时程增强(LTP)的分子机制。虽然该研究在斑马鱼中进行,但研究人员认为,这种基于活动的连接选择规则可能普遍适用于所有脊椎动物,包括人类,为理解神经发育可塑性和学习记忆的细胞基础提供了新视角。