신생아는 세상을 탐색하는 방법을 배우면서 막대한 양의 새로운 정보를 빠르게 저장해야 합니다. 조용한 시냅스(아직 신경 전달 물질 활동이 없는 뉴런 사이의 미성숙한 연결)는 어린 시절에 이렇게 빠른 정보 저장을 가능하게 하는 장치로 생각됩니다.
수십 년 전에 갓 태어난 쥐에서 처음 발견된 이러한 잠재적인 신경 접합부는 동물이 나이가 들면 사라지는 것으로 생각되었습니다. 미국 매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology) 연구원들의 최근 연구에 따르면 이러한 퇴색은 초기에 가정한 것만큼 극단적이지 않을 수 있습니다.
팀은 이러한 잠재적 링크를 구체적으로 살펴볼 계획이 없었습니다. 대신, 그들은 수상돌기라고 불리는 신경 확장의 위치에 대한 이전 작업을 계속하고 있었습니다.
그들은 흥정했던 것보다 조금 더 얻었습니다. 그것은 수상돌기의 사진을 찍을 뿐만 아니라 필라멘트 다리라고 불리는 무수한 작은 실 모양의 돌출부도 찍었습니다.
“우리가 처음 본 것은 매우 이상했고 예상하지도 못한 것이었습니다. 사방에 끈이 달린 다리였습니다.” 말한다 논문의 주저자인 MIT 신경과학자 마크 하넷(Mark Harnett).
일반적으로 이미징을 위해 세포를 비추는 데 사용되는 형광 빛에 숨겨져 있는 연구원들은 개발된 독점적인 이미징 기술을 사용했습니다. 바로 작년 증폭된 분석을 에피토프 보존 단백질(eMAP)이라고 합니다.
이 새로운 이미징 프로세스는 젤을 사용하여 섬세한 세포 구조와 단백질을 제자리에 고정시켜 연구원이 조직을 조작하면서 더 잘 연구할 수 있도록 합니다.
바이러스 녹색 형광 단백질은 2마리의 수컷 마우스와 2마리의 성인 마우스에서 발현되어 이미징과 관련된 조직의 조명을 돕습니다. 그들의 1차 시각 피질은 eMAP 모노머 하이드로겔 용액에서 배양되고 유리 슬라이드 사이에 장착되기 전에 해부되고 1밀리미터 슬라이스로 분할되었습니다.
이것은 eMAP 솔루션이 셀룰러 아키텍처를 제자리에 고정할 수 있는 시간을 제공하여 연구원이 형광 수상돌기의 초고해상도 이미지를 촬영할 수 있도록 합니다.
2,234개의 수지상 돌기의 확대 이미지로 무장한 연구원들은 성체 쥐의 뇌에서 성체 쥐에서는 볼 수 없는 집중된 필로피디아가 있다는 것을 처음으로 볼 수 있었습니다.
게다가 많은 구조에는 성숙한 시냅스에서 투사된 두 개의 신경 전달 물질 수용체 중 하나만 있습니다. 두 번째가 없으면 그것들은 효과적으로 뉴런 사이의 “조용한” 연결점이었습니다.
다음으로 연구원들은 성인의 침묵 시냅스가 활성화될 수 있는지를 물었습니다.
그들은 필라멘트 필라멘트의 끝에서 신경 전달 물질인 글루타메이트를 방출하여 10밀리초 후에 작은 전류를 생성함으로써 이것이 가능하다는 것을 보여주었습니다.
이 작업은 몇 분 안에 시냅스를 “풀어” 손실된 수용체의 축적을 자극하고 필로포디아가 인접한 신경 섬유와 연결을 형성할 수 있도록 합니다.
이러한 수용체는 일반적으로 마그네슘 이온에 의해 차단되지만 전류는 이를 해방시켜 필로포디아가 다른 뉴런으로부터 메시지를 받을 수 있도록 합니다.
연구팀은 침묵 시냅스를 활성화하는 것이 성숙한 뉴런에서 수상 돌기의 활동을 변경하는 것보다 훨씬 쉽다는 것을 발견했습니다.
연구원들은 현재 성인 인간의 뇌 조직에 침묵 시냅스가 존재하는지 여부를 연구하고 있습니다.
Harnett은 “이 논문은 이것이 포유류의 뇌에서 실제로 작동하는 방식에 대한 최초의 실제 증거입니다.”라고 말했습니다. 말한다.
“Filopodia는 기억 시스템을 유연하고 견고하게 만듭니다. 새로운 정보를 얻으려면 유연성이 필요하지만 중요한 정보를 유지하려면 안정성도 필요합니다.”
이 논문은 자연.
“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”