闭门会?为防偷听,你的大脑神经也会“关门”私聊

2020-09-29 08:05:02 科学大观园

绿色是神经元的单个片段,黄色是通讯中的星形胶质细胞的过程。

如果我们想在嘈杂的环境中与朋友分享秘密,最好的办法就是找个安静的地方,关上门,避免被偷听。

近日,由英国伦敦大学和德国波恩大学领导的一项国际研究发现,大脑的神经细胞也会“关门”屏蔽传输,但这扇“门”的关闭程度和神经细胞的“听众”数目是根据具体情况受到严格调控的。研究结果近日发表在《神经元》杂志上。

神经元之间的信息传递大多是通过化学方式完成的:“传输细胞”对电信号作出反应时,会在突触处释放神经递质(通常是谷氨酸分子)。这些递质分子会通过突触间隙迁移到受体细胞,与特定的受体对接,并在受体神经元中产生电反应。

但由于大脑中的神经细胞非常密集,这些分子可能也会刺激邻近的其他神经元。这时,“关门”就能发挥作用了:大脑中的星形胶质细胞,会迅速地重新吸收谷氨酸。

波恩大学细胞神经科学研究所的Christian Henneberger教授解释说:“它们通过向突触附近延伸做到这一点,这就是突触周星形胶质细胞过程(PAPs)。”这种“关门”的策略在一定程度上屏蔽了信息传输。

PAPs有专门的转运蛋白,可以像小型真空吸尘器一样移除突触周围的谷氨酸。但这一机制的有效性是受到严格调控的。

研究人员通过反复的电刺激触发了一种细胞学习,使得接收细胞可以长期对传输细胞的信号作出更强烈的反应,这一过程被称为 “长期增强”(LTP)。

研究人员已经证明PAPs会在该过程中撤回,从而增加了邻近细胞接受谷氨酸刺激的可能性,也意味着信号传输的排他性降低了。

但研究人员指出,有些突触似乎天生就不那么“谨慎”。传输细胞经常将谷氨酸释放到具有特定结构的突触间隙中,这种结构被称为“棘”,是下游接收细胞的微小延伸。PAPs通常会将棘覆盖,然而,棘越大,这一覆盖就越不完整,也就会有更多谷氨酸逸出。因此,在具有这种结构的强大突触附近,其他神经细胞更可能频繁兴奋,也就是说,这些神经细胞无法频繁“关门”说悄悄话。

原创编译:花花 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《神经元》

期刊编号:0896-6273

原文链接:https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-09/uob-ncl092520.php

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