樹突棘是神經(jīng)元樹突膜上的小突起，與鄰近軸突形成接觸以接收突觸輸入。這些刺有不同的大小、形狀和密度。樹突棘特征的變化與學習和記憶有關，可能是阿爾茨海默病和亨廷頓病等神經(jīng)退行性疾病的一個特征。由于突觸接觸的重要性突出，研究人員致力于樹突棘的可靠可視化和分析。后者需要根據(jù)關鍵形態(tài)參數(shù)將它們分組。
圣彼得堡彼得大帝理工大學 (SPbPU) 的科學家與德克薩斯州達拉斯市的 UT 西南醫(yī)學中心合作，研究了一種分析樹突棘形狀的新方法。與將它們分為三個或四個預定義子類的標準方法不同，他們建議考慮聚類方法。使用聚類方法的觀點和潛在局限性發(fā)表在《突觸神經(jīng)科學前沿》雜志上。
分析和理解樹突棘形態(tài)的方法對于神經(jīng)科學的許多領域至關重要。在軸突布頓和棘之間，有一個接觸區(qū)，用于將信息從一個神經(jīng)元傳輸?shù)搅硪粋€神經(jīng)元。盡管神經(jīng)元和樹突是相當穩(wěn)定的結(jié)構，但突觸棘的可塑性很強并且容易發(fā)生變化。
“樹突棘是非常獨立的結(jié)構，以自己的方式生活。它們可以根據(jù)神經(jīng)元活動而改變。突觸連接的強度和數(shù)量與學習和記憶相關。突觸接觸的質(zhì)量或數(shù)量下降可能是神經(jīng)元活動的診斷特征。圣彼得堡彼得大帝理工大學分子神經(jīng)變性實驗室博士后葉卡捷琳娜·普奇茨卡婭(Ekaterina Pchitskaya)說：“神經(jīng)變性的最初癥狀可能會晚得多，因為我們的大腦有一定的安全邊際。”
科學家研究了樹突棘形狀、密度和功能之間的關系。以往的研究大多依賴于分類方法。它表明刺被分為固定的類別，如薄刺、蘑菇刺和短刺刺。蘑菇刺有一個大頭和一個小脖子，將它們與樹突分開。它們形成強大的突觸連接，壽命很長，并且被認為與長期記憶有關。細刺具有相似的結(jié)構，但它們的頭部相對于頸部較小。研究人員認為它們負責形成新的記憶。粗短的刺通常沒有頸部。眾所周知，它們是出生后發(fā)育早期的主要類型，但由于蘑菇刺的消失，也可能在成人中發(fā)現(xiàn)。
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