2019年9月5日

标签和映射抑制性神经元的创新技术揭示了多样化的调谐型材

神经元是复杂的，高度连接的细胞与整个大脑的多个网络接合，并且它们具有各种各样的活性。因此，单个神经元可以执行许多功能。神经元通常基于对其他细胞的下游效应被归类为兴奋性或抑制因子，每个细胞接受各种兴奋性和抑制突触突出投入，有助于塑造该细胞的独特性质。在最近的一项研究中，Max Planck佛罗里达神经科学研究所的研究人员揭示了视觉皮质中的神经元的抑制意见比以前认为更多样化，表明我们目前的神经元连接的概念可能只反映整个画面的一部分。研究人员团队探讨了神经元如何一起连接，这些连接对神经元特性有何影响。使用遗传工具，成像技术和光学机构，它们表明，在单一神经元上的抑制性进入可以偏离皮质电路的规范视图。这种令人惊讶的差异调谐抑制的存在表明皮质连接比最初假设更灵活，允许多路复用的计算。

很少有研究则映射到抑制性投入神经元在完整的脑电路中。尽管有各种各样的技术可视化兴奋性连接，但几乎没有易于学习共同发生的抑制连接。David Fitzpatrick博士的实验室高级研究科学家Benjamin Scholl博士现在，Daniel Wilson博士在哈佛医学院开发了一种标记和映射到细胞上的局部抑制投入的策略。它们特异性在抑制性神经元中表达荧光蛋白，利用遗传标记只靶向这些细胞，并将全细胞贴片夹具录制组合，并具有图案化神经元的刺激以记录其个体活动。在同一细胞中，它们还测量它们对移动边缘的不同取向的选择性。

Scholl和同事发现，抑制性输入的选择性可能与靶神经元的选择性平行或完全分歧，揭示了抑制的“不同调色板”。以前，认为这些输入应该是共同调整的，具有对齐的功能偏好。本研究的数据表明，根据网络激活，具有不同调谐轮廓的抑制单元能够唯一贡献并允许网络响应的灵活性。“这些网络是高度相互连接和动态的，这些研究开始向我们展示我们希望揭露的功能连接比我们以前认为更复杂，”Scholl。此外，了解解剖连接，或“连接“”可能并不完全足以理解大脑电路，强调需要映射和阐明大脑中的功能互连。

管理神经元调谐的规则绝不是简单的，具有不同的刺激条件，唤起不同的激发和抑制模式，并且还有更多关于尚未被揭露的视觉系统的复杂性。但标签和成像技术的进步如Scholl纸上概述的概述，打开了未来检查突触投入的门单个神经元。菲茨帕特里克说:“我们必须理解单个神经元是如何参与到回路中的。”“这篇论文的力量在于技术，它允许我们记录单个神经元，同时呈现视觉刺激，并选择性地激活抑制性神经元。”Scholl和Fitzpatrick实验室希望了解如何灵活地使用兴奋和抑制来编码信息，包括在早期发育阶段。随后的研究可能会探讨经验在形成神经元网络中的作用，以及不同刺激或环境下单个神经元的不同影响。该实验室还希望开发新的技术，以更好的分辨率成像和精确刺激单一细胞进一步表征抑制性神经元在的作用视觉皮层。