研究揭示了視網(wǎng)膜內(nèi)新的突觸復(fù)雜性

根據(jù)發(fā)表在《自然通訊》(Nature Communications)上的研究結(jié)果，西北醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了視網(wǎng)膜內(nèi)的新細(xì)胞機(jī)制，這些發(fā)現(xiàn)可能有助于促進(jìn)針對(duì)影響視力的疾病和病癥的靶向治療的發(fā)展。

眼睛視網(wǎng)膜內(nèi)的錐形突觸幫助大腦處理光線的變化。這是一個(gè)獨(dú)特的突觸，因?yàn)樗呀?jīng)進(jìn)化為發(fā)出光強(qiáng)度變化的信號(hào)，醫(yī)學(xué)博士 Steven DeVries 和該研究的資深作者、眼科教授 David Shoch 醫(yī)學(xué)博士說(shuō)。

“與直覺(jué)相反，錐體神經(jīng)遞質(zhì)釋放在黑暗中很高，并且會(huì)因光線而減少。當(dāng)光線更亮?xí)r，減少量會(huì)更大。當(dāng)光線較暗時(shí)，它會(huì)更小;它的運(yùn)作方式不同于大多數(shù)突觸，后者使用遞質(zhì)釋放的增加來(lái)發(fā)出信號(hào)全有或全無(wú)，數(shù)字動(dòng)作電位，”DeVries 說(shuō)。

與大腦中的大多數(shù)其他突觸不同，每個(gè)單獨(dú)的錐體突觸都連接到十幾種不同類(lèi)型的突觸后神經(jīng)元，即雙極細(xì)胞，它們與內(nèi)部視網(wǎng)膜平行傳遞信息。在視網(wǎng)膜內(nèi)部，這些平行流不僅有助于有意識(shí)的視覺(jué)，還有助于凝視穩(wěn)定等潛意識(shí)過(guò)程。

在目前涉及非人類(lèi)哺乳動(dòng)物視網(wǎng)膜的研究中，研究人員首先使用超分辨率顯微鏡繪制出遞質(zhì)釋放位點(diǎn)、遞質(zhì)再攝取蛋白和錐形突觸處的突觸后接觸的位置。然后他們使用一種稱(chēng)為“突觸核算”的方法將錐體釋放的遞質(zhì)數(shù)量與每種突觸后雙極細(xì)胞類(lèi)型的反應(yīng)聯(lián)系起來(lái)。

“當(dāng)囊泡與突觸前膜融合時(shí)，遞質(zhì)以數(shù)據(jù)包或量子的形式釋放。由于大多數(shù)突觸涉及跨越狹窄裂縫的一對(duì)一直接接觸，因此假設(shè)一個(gè)檢測(cè)到的量子等于一個(gè)釋放的量子。錐形突觸有一個(gè)不同的設(shè)計(jì)使這一假設(shè)無(wú)效。我們開(kāi)發(fā)了一種方法來(lái)刺激錐體并計(jì)算釋放的囊泡，同時(shí)計(jì)算突觸后神經(jīng)元檢測(cè)到的囊泡數(shù)量，”DeVries 說(shuō)。

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