最近,研究人員通過將兩種相對較新的成像技術的優勢結合起來,對一個廣為接受的神經發育模型提出了質疑。
大腦中神經元之間的連接,在出生后不久就經受了大量的活動依賴性修剪。但是最近研究人員發現,有比以前認為的更多的神經元連接,仍然完整地帶入成年期。在《Cell Reports》發表的這項研究中,研究人員結合Brainbow技術和串行塊面掃描電子顯微鏡的優勢,來挑戰這個被廣為接受的神經發育原理。
本文資深作者、美國弗吉尼亞理工大學Carilion研究所的Michael Andrew Fox說:“這項研究很重要,因為它提出了關于‘視覺皮層下電路結構’的根本性問題。希望這些結果將作為一個出發點,重新評估視覺皮層下電路和完善我們的想法。”
突觸消除的過程,已經在眼睛視網膜神經節細胞(RGCs)和大腦中間神經元之間形成的連接中,得以很好的研究。生理學證據表明,出生后不久,來自大約20個視網膜神經節細胞的輸入信號,匯集到中間神經元。隨后,除了一個之外的所有輸入信號或這些輸入信號當中的兩個被除去。
盡管已被廣泛的接受,這個概念仍然與一些超微研究不同,這些研究顯示了聚集到成年中間神經元上的許多視網膜終端(RGC軸突分支投射的遠端終端)。造成這種差異的一個可能解釋是,視網膜膝狀體神經突觸中的許多視網膜終端,是由一個單一的RGC分支產生的。
為了驗證這個想法,Fox和他的團隊首次使用Brainbow腺相關病毒載體(Brainbow AAVs),它允許用獨特組合的熒光報告蛋白來標記RGCs及其終端。在小鼠中,研究人員使用這種方法表明,視網膜終端集群起源于眾多不同的RGCs。
接下來,研究人員使用串行塊面掃描電子顯微鏡,它允許在高分辨率下對突觸進行三維重建,以顯示來自眾多軸突的終端聚集到相同的中間神經元上。
總之,這些調查結果表明,中間神經元上存在著較以前認為更高水平的聚集。雖然研究并未揭示到底有多少RGCs支配每個中間神經元,作者認為數量可能超過十幾個。
Fox說:“下一步,研究人員將更好地理解為什么這些解剖學研究,與先前的生理學研究不匹配。關于視網膜突觸和視覺丘腦中的連通性的生物學,我們缺少什么呢?希望其他人會將我們所用的技術,應用到他們的研究中,以推動這一領域向前發展。”
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