快捷搜索:

荧光标记物可视化小鼠眼中的神经元

  从昏暗的灯光到耀眼的阳光 - 为了调节内部时钟,机身可以检测环境中的照明强度。这种情况以令人惊讶的方式发生,现在显示了一项研究。因此,眼睛中的不同神经细胞专门用于测量光强度的某些区域:一些光敏神经元测量日光的强度,而另一些光敏神经元测量较弱的光照 - 例如,在夜间。

  已经知道,在哺乳动物的眼中,存在特殊的神经细胞,其不记录图像信息,但是负责感知光强度。将这些所谓的视网膜神经节细胞(M1神经元)发送到大脑的信息在内部时钟的调整中起重要作用。该系统控制身体活动模式 - 例如,它确保激素分泌,并最终确保包括人类在内的生物的睡眠行为。

  神经生物学家致力于研究波士顿儿童医院的Elliott Milner对这些M1光感受器的研究。他们对通过荧光标记在眼睛中可见M1神经元的转基因小鼠进行研究。作为他们目前研究的一部分,研究人员能够专门记录这些神经细胞对不同光强度的反应。

  起初他们怀疑随着亮度的增加,这些细胞会向大脑发出越来越强烈的神经冲动。但令他们惊讶的是,该系统变得更加复杂:尽管M1细胞看起来都相同,但它们的职责各不相同。它们旨在响应不同程度的光线,并在研究其反应时脱颖而出。

  最终,这意味着大脑显然不仅从M1神经元的信号强度获得有关光照条件的信息,而且还知道哪些版本的光感受器发送脉冲。“有些细胞在黄昏时活跃,有些细胞在白天活跃。它们共同涵盖了环境中广泛的光强度,“米尔纳说。

  神经生物学家还深入了解为什么负责昏暗光线的细胞开始在一定亮度下保持沉默。正如您所解释的那样,在昏暗光线细胞中称为黑视蛋白的蛋白质最初会随着亮度的增加捕获越来越多的光子。这导致神经细胞的兴奋增加,从而它们向大脑发送增加的冲动。然而,研究人员报告说,在一定程度上会出现所谓的去极化阻滞。当电压变得太大时,细胞就会失去发出冲动的能力。有趣的是,这种效应可以从癫痫等疾病中得知。“兴奋变得如此强烈,细胞无法跟上并最终保持沉默,”共同作者Michael Do.说。

  研究人员还解释了为什么这个令人惊讶的系统可以开发出来:它可以节省能源。“为神经细胞提供冲动是非常昂贵的。由于某些电池在这个系统中被静音,它以低能源成本提供信息,“Do. Do和他的同事将继续专注于探索这个令人兴奋的概念。

相关阅读