2018年5月7日

意想不到的发现为研究大脑网络提供了新的模型

卡罗林斯卡学院的研究人员在科学杂志上报告说，大鼠和小鼠的同一种神经元可能有完全不同的接线图，因为小鼠缺乏称为间隙连接的细胞间分子通道eLife．这一意想不到的发现为研究人员研究大脑间隙连接的作用提供了一个新模型。

大脑由处理和传递信息的神经元网络组成。因此，科学家需要了解神经元之间的联系是如何工作的，并确定它们之间的相互作用，以了解健康大脑和不健康大脑的工作方式。

研究小组研究了下丘脑中的一组神经元，这种大脑结构控制着基本的生存功能，如食欲、繁殖和攻击性。这些所谓的TIDA(结节漏斗多巴胺)神经元控制脑下垂体激素的释放。

大鼠TIDA神经元在电活动中也表现出所谓的稳健振荡，这种振荡在神经元之间完全同步，因此当一个波动在一个TIDA神经元中开始时，它也同时在所有其他神经元中开始。这些细胞的频率也完全相同，无论是在不同的神经元之间，还是在不同的动物之间。

大鼠和小鼠的神经元表现不同

出乎意料的是，研究人员发现大鼠和小鼠的TIDA神经元表现出了极大的不同。与大鼠不同的是，小鼠的振动是不规则的，在不同动物和细胞之间的频率上变化更快。这是因为小鼠TIDA神经元缺乏缝隙连接，是在哺乳动物(包括人类)的中枢神经系统中发现的一种蛋白质管，作为神经细胞之间的分子通道。然而，大鼠的TIDA神经元由非常强的通道连接。

“我们经常假设，大脑在相关物种之间是相似的组织，比如老鼠但在这种情况下，它们对相似的神经元群有着根本不同的接线图，”研究负责人克里斯蒂安·布罗伯格说，他是卡罗林斯卡学院神经科学系的高级研究员。

有助于许多重要的大脑功能

间隙连接与大脑中更经典的突触神经元连接并行运作。这一发现给了研究人员一个机会新模型对于研究间隙连接的重要性，自同类神经元在啮齿类动物中，现在可以在有无这些联系的情况下进行研究。早期的方法受到限制，例如，用于阻断受体的化学物质与许多其他蛋白质相互作用。新模型使研究人员能够证明，间隙连接不仅对同步同一振动中的细胞很重要，而且对确定振动的确切频率也很重要。