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探索单个神经元的连接网络

来源:生命经纬
摘要:长久以来,研究者们认为如果没能探明线路图——数十亿神经元相互联系的图谱,就不能说真正了解脑的作用机制。现在,来自Salk生物研究学院的研究者们解决了在许多学者看来是最为主要的一个障碍:识别出单个神经元上的所有连接。在3月1日《Neuron》杂志刊登的这篇研究性文章中,研究者描述了他们将致命性狂犬病毒转化为一种......

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        长久以来,研究者们认为如果没能探明"线路图"——数十亿神经元相互联系的图谱,就不能说真正了解脑的作用机制。现在,来自Salk生物研究学院的研究者们解决了在许多学者看来是最为主要的一个障碍:识别出单个神经元上的所有连接。

        在3月1日《Neuron》杂志刊登的这篇研究性文章中,研究者描述了他们将致命性狂犬病毒转化为一种有用工具的全过程,并用它识别出与一个特定神经细胞直接连接的所有神经元。

        "我们早就想解决这个问题了,但直到现在才真正有所突破,"文章的通讯作者Edward  M.  Callaway介绍说,他是系统神经生物学实验室的教授,"这项研究将会为我们认识脑提供一种前所未有的眼光或视角。"摆在神经科学家们面前的问题"就像计算机使用者通过观察电子芯片来识别机器中它们的工作原理一样,这完全是徒劳的,"  Callaway说道,"如果你获得了一个线路图,那么你就可以了解电流是如何通过芯片,以及芯片调控电脑的过程。"

        之前,病毒已被用来勾勒神经细胞间的信息传递过程,但它们有两个严重的缺陷。第一,一旦进驻脑部,病毒就会不断扩散,从一个神经细胞扩散到其他的神经细胞。第二,病毒以不同的速率穿越不同的突触——1种神经细胞间特化的联接,在更粗更强的突触中的速率要比细弱的突触中的速率大。这些缺点限制住了病毒在理清神经细胞间连接方面的应用。Salk研究员们改造了一种病毒,可以将它的传播仅限于单个神经元当中。

        "改造的核心思想是敲除病毒赖以传播的关键基因,但在特定的细胞中又重新提供该基因,"  Ian  Wickersham介绍说,他是文章的第一作者。

        敲除了这个关键基因后,病毒只会待在一个细胞中,而不会扩散到其他的细胞。同时,因为这个特定细胞中会提供这个缺失的基因,使得病毒可以扩散到与该细胞直接连接的细胞上去,但不会扩散到一些邻近但不直接连接的细胞。
作者: 2007-3-10
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