哥倫比亞大學(xué)的科學(xué)家開發(fā)了一種新的光學(xué)技術(shù)來研究信息如何在小鼠大腦中傳輸。使用這種方法，他們發(fā)現(xiàn)只有一小部分突觸(控制大腦活動(dòng)的細(xì)胞之間的連接)可能在任何給定時(shí)間處于活動(dòng)狀態(tài)。
精神病學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教授 David Sulzer 博士說：“了解我們?nèi)绾瓮瓿蓪W(xué)習(xí)和記憶等復(fù)雜任務(wù)，需要我們了解我們的大腦如何通過突觸從一個(gè)神經(jīng)元傳遞到另一個(gè)神經(jīng)元的關(guān)鍵信號(hào)(稱為神經(jīng)遞質(zhì))。”哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)中心 (CUMC) 的神經(jīng)病學(xué)和藥理學(xué)。“較舊的技術(shù)只能揭示大群突觸中發(fā)生的情況。我們需要一種方法來觀察單個(gè)突觸的神經(jīng)遞質(zhì)活動(dòng)，以幫助我們更好地理解它們復(fù)雜的行為。”
為了獲得突觸活動(dòng)的詳細(xì)視圖，Sulzer 的團(tuán)隊(duì)與哥倫比亞大學(xué)化學(xué)副教授 Dalibor Sames 博士的實(shí)驗(yàn)室合作，開發(fā)了一種名為熒光假神經(jīng)遞質(zhì) 200 (FFN200) 的新型化合物。當(dāng)將 FFN200 添加到小鼠的腦組織或神經(jīng)細(xì)胞中時(shí)，F(xiàn)FN200 會(huì)模仿大腦的天然神經(jīng)遞質(zhì)，使研究人員能夠監(jiān)視正在發(fā)揮作用的化學(xué)信息。
使用熒光顯微鏡，研究人員能夠觀察個(gè)體突觸中多巴胺的釋放和再攝取，多巴胺是一種參與運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)、習(xí)慣形成和尋求獎(jiǎng)勵(lì)行為的神經(jīng)遞質(zhì)。當(dāng)腦組織樣本中的所有神經(jīng)元都受到電刺激時(shí)，研究人員預(yù)計(jì)所有突觸都會(huì)釋放多巴胺。相反，他們發(fā)現(xiàn)只有不到 20% 的多巴胺能突觸在電脈沖后處于活躍狀態(tài)。
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