当前位置: 主页 > 神经科学 > 学习与记忆

成年期新生神经元与发育期新生神经元功能相似性研究

2006-11-27 08:29 Diego Laplagne, Alej PLoS Biology 阅读 0
核心摘要: 本研究比较了成年期新生海马神经元与发育期新生神经元的功能相似性,发现两者在兴奋性与抑制性输入响应及信号整合方面无显著差异,为脑组织修复研究提供了新思路。

在哺乳动物中,新脑细胞的产生主要发生在神经系统发育时期,尽管某些脑区在成年期仍能持续生成神经元。其中之一是海马体,它参与记忆和空间感知等关键功能。海马体中的齿状回颗粒细胞在成年和幼年生长动物中持续产生。这些“成年期新生”细胞如何与大脑其他部分建立连接,以及它们与“幼年生长”细胞的相似程度,对于那些希望通过诱导成年大脑其他部分生成新细胞来逆转创伤或退行性疾病导致的功能丧失的研究者来说,具有重要意义。

为了探究成年期新生海马神经元与发育期新生神经元是否具有不同的特性,Diego Laplagne、Alejandro Schinder及其同事比较了两种类型神经元在脑电路中的功能整合方式。

研究人员首先需要区分脑组织中同时存在的幼年生长和成年期新生神经元。他们利用逆转录病毒将一种荧光蛋白导入发育中的神经元,另一种蛋白导入成年小鼠大脑。处理后,幼年生长细胞呈现绿色荧光,成年期新生细胞呈现红色荧光,从而在脑切片中易于区分。

区分两种细胞类型后,研究人员深入研究了它们形成的连接。他们观察了谷氨酸能(兴奋性)神经元如何将海马体与内嗅皮层(另一个与记忆相关的脑区)连接起来。当刺激从新皮层到海马体的兴奋性输入时,幼年生长和成年期新生神经元均表现出相似反应。此外,两种细胞类型均以相同的方式动态响应刺激,表明其突触可塑性能力相似。

随后,研究人员观察了来自连接到海马神经元胞体和树突的抑制性中间神经元的GABA能(抑制性)输入。结果显示,幼年生长和成年期新生细胞在频率、幅值和动力学方面的响应相似。

在证明幼年生长和成年期新生神经元对兴奋性和抑制性输入的响应方式相同后,研究人员进一步关注两种细胞类型如何整合来自不同输入的信号以产生动作电位(即尖峰,导致信号传递到后续神经元)。尽管神经元之间的尖峰概率存在差异,但两种细胞类型之间并无显著区别,进一步支持了先前关于成年期新生和幼年生长神经元功能基本相同的结论。

鉴于成年期新生和幼年生长神经元在功能上的相似性,这意味着至少某些在成年大脑中发育的神经元能够形成与早期发育的神经元无异的连接,这为修复受损或退化脑组织的研究者带来了希望。

引用:Laplagne DA, Esposito MS, Piatti VC, Morgenstern NA, Zhao C, et al. (2006) Functional convergence of neurons generated in the developing and adult hippocampus. PLoS Biol 4(12): e409. DOI: 10.1371/journal.pbio.0040409.

    发表评论