Nature颠覆百年神经学理论
生物通 · 2016/01/15
发表在Nature杂志上的一项新研究可能会改变人们对运动神经元作用的认识。从脊髓延伸至肌肉和其他器官处,运动神经元一直被认为是神经元间回路信号的被动接收者。现在,来自瑞典卡罗琳斯卡医学院的研究人员证实,运动神经元通过一条新的直接的信号通路影响了生成节律性运动的运动回路。


发表在《自然》(Nature)杂志上的一项新研究可能会改变人们对运动神经元作用的认识。从脊髓延伸至肌肉和其他器官处,运动神经元一直被认为是神经元间回路信号的被动接收者。现在,来自瑞典卡罗琳斯卡医学院(Karolinska Institutet)的研究人员证实,运动神经元通过一条新的直接的信号通路影响了生成节律性运动的运动回路。

运动对于所有动物都是至关重要的,它是建立在肌肉与大脑之间精细平衡的互作基础之上。神经细胞通常能够接收及生成电脉冲,转而传递给其他的神经细胞。与肌肉接触的神经细胞被称作为运动神经元,近一个世纪以来人们都将它们视作是脊髓神经细胞网络生成及细化精细运动程序的被动接收者。根据这一模型,运动神经元忠实且单向地将信号传递给了肌肉。

卡罗琳斯卡医学院神经科学系课题负责人Abdel El Manira说:“我们现在揭示出了运动神经元在细化运动行为最终程序中所起的一个意料之外的作用。我们的意外研究发现证实,运动神经元通过间隙连接反过来控制了运动回路的功能,因此运动神经元直接影响了神经递质的释放及招募上游的兴奋性中间神经元。”

这一研究是利用斑马鱼完成的,由于其透明且相对容易进行遗传操控,斑马鱼是神经生物学研究中一种常见的动物模型。通过组合不同的方法,这一研究小组证实在斑马鱼中运动神经元和生成节律性游泳运动的兴奋性中间神经元之间存在一种借助电突触或间隙连接的直接联系。这些突触直接连接了两种神经元,使得电信号能够在这些神经元之间传递。借助于光遗传学,研究人员选择性沉默了运动神经元的活性,证实它们通过间隙连接有力影响了运动回路的功能。

El Manira说:“这项研究代表了一种思考模式的转变,将大大修正长期公认的有关运动神经元作用的一个观点。运动神经元不应该再被视作是运动指令的被动接收者——它们是生成运动行为的回路的一个重要组成部分。”

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