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或可解答二个难点,或将解密

日期:2019-09-13编辑作者:澳门新葡8455手机版

如果把所有的抑制性神经元想象成汽车的刹车,玫瑰果神经元能够使你把车停在非常特殊的位置。

而玫瑰果神经元的特殊之处在于,其只与连接细胞的某特殊部分结合,如果将所有的抑制神经元都想象成汽车上的刹车,那么玫瑰果神经元就是那个能让汽车在特定位置停下的刹车。除此之外,哪也不停,而对于一些汽车(或动物大脑)来说,压根就没有这种刹车(玫瑰果神经元),这意味着人类很可能正是借助这一特殊的结构特点控制细胞间信息流的传递,从而在认知上“更胜一筹”。

与其他动物相比,人类的这个大脑区域与身体体积相比要大得多。

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科学家发现新的人类脑细胞

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塞格德大学的研究人员发现,玫瑰果神经元与人脑皮层不同部位的另一种神经元形成突触,称为锥体神经元。

与 Lein 的团队不同,Tamás 采用了经典的神经学方法,他通过对活体组织样本进行染色观察及记录电刺激反应识别出一种新型的神经细胞--玫瑰果细胞

Allen脑科学研究所的研究员Ed Lein博士说:“我们并不清楚是什么让人类大脑变得如此特别。从细胞和回路层面研究这些差异是一个很好的起点,而且我们现在已经有了新工具来进行研究。”

“如果我们想要了解人类大脑是如何工作的,我们就需要从人类或密切相关的物种入手,”该论文的共同作者,来自艾伦脑科学研究所(Allen Institute for Brain Science)的神经科学家 Trygve Bakken 说,而此项研究结果很可能成为神经科学的新起点

几年前,Tamás访问了Allen研究所,展示了他对人类大脑细胞特化类型的最新研究。

Tamás 和他的博士生 Eszter Boldog 将新发现的神经细胞命名为“玫瑰果”,**是由于该新型神经元周围有茂密丛状神经纤维束,且轴突向末梢与其他神经元进行信息传递的区域即轴突终扣(axonal boutons)异常膨大,形态酷似脱去花瓣的玫瑰果**。

在该研究中,研究人员使用两位男性的死亡脑组织样本,他们死时50多岁,并将遗体捐献用于研究。

而今,也许研究者们离答案又近了一步。在本周一 Nature Neuroscience 上发表的一篇研究中,来自美国及欧洲的 34 名科学家通力合作,使用转录组学、形态学及生理学方法,共同发现了一种**新型的人类大脑细胞——“玫瑰果神经元”(rosehip neurons)。**

Tamás说:“我们意识到,我们通过不完全不同的角度发现了相同的细胞种类。”因此他们决定合作。

这是人类最感兴趣的问题,同时也是神经生物学家最难回答的问题之一。

这些新发现的细胞属于抑制性神经元,它们对大脑中其他神经元的活动起到了抑制作用。

图 | 玫瑰果(来源:Pixabay)

Tamás说:“这种特殊的细胞类型(或者说是汽车类型)能够在其他细胞无法停止的地方停下来。参与到啮齿动物大脑中的‘交通’过程的‘汽车’或细胞无法在这些位置停下来。”

“我们的确不知道是什么让人脑与众不同,”来自艾伦脑科学研究所的 Ed Lein 说到,“但从细胞及神经通路基因表达水平差异着手是个很好的切入点,更重要的是,我们如今有趁手的新工具。”

Lein说:“这是大脑最复杂的部分,通常被认为是自然界中最复杂的结构。”

仅于人脑中发现,但并不存在于小鼠或其他实验动物脑中,这意味着通过小鼠等实验动物作为模型进行人类神经功能验证很可能根本就无法模拟出独特的“人性”

研究人员接下来的工作是在大脑中的其他位置寻找玫瑰果神经元,并探索它们在大脑疾病中的潜在作用。

“就像是制动系统,”Lein 说到,兴奋性神经元可以将信息传递到临近细胞,而抑制性神经元则可以像刹车一样,减缓或阻断兴奋性神经元的放电行为

这两个研究团队很快发现,他们使用截然不同的技术却发现了相同的细胞。

图 | Cajal 著名的神经元手绘稿(来源: cajal 手稿)

Tamás说:“我们的很多器官都可以在动物模型中合理地建模。但是,让我们与动物王国的其他部分区别开来的是我们大脑的能力和输出。这使我们成为独特的人类。因此事实证明,使用动物模型来模拟人类是非常困难的。”

在 Lein 团队的研究中,他们选择的大脑组织样本来自两名 50 岁左右的男性死者,研究者们以大脑皮层的上层,即新大脑皮质(neocortex)作为研究对象。这是人类大脑皮层中最外层的区域负责人类认知及其他人类特有的高级能力

该研究尚未证明这种特殊的脑细胞是人类独有的。

这种细胞位于人脑皮质顶层(抑制性神经元聚集区),周围有茂密的丛状神经纤维束(轴突),因其中心形似脱去花瓣的玫瑰果而得名“玫瑰果神经元”(rosehip neurons)。目前,该细胞仅在人脑中发现,并不存在于小鼠或其他实验动物脑中。

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但是该细胞并不存在于啮齿类动物体内,所以这项研究可能又向只存在于人类或灵长类动物的特化神经元中添加了一个新成员。

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来源:中国生物技术网返回搜狐,查看更多

这项8月27日发表在《Nature Neuroscience》上的新研究,或许找到了揭示这个难题的答案了。

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玫瑰果神经元

图| 《生活大爆炸中》Sheldon 为 Amy 挑选 Cajal 的著名神经元手绘稿作为礼物(来源:美剧《生活大爆炸》)

如何研究人类?

一颗小小的脑中包含庞大的神经元群体,其复杂程度完全不亚于整个宇宙星体。

Allen研究所的团队通过与J. Craig Venter研究所的合作发现,玫瑰果细胞能够激活一组独特的基因,这是他们所研究的任何小鼠脑细胞类型中都没有的遗传特征。

图 | Nature Neuronscience 相关报道(来源:Nature Neuronscience)

结合不同的技术

原标题:人脑独有全新神经元“玫瑰果”被发现!或将解密“人之所以为人”

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图丨Gábor Tamás (左)与 Ed Lein(右)

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