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作者:蒲慕明等 来源:《自然—神经科学》 发布光阴:2016/9/6 14:24:34
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蒲慕明小组揭示恐惧记忆相干突触特异性变更机制

 

9月5日,中科院上海生科院神经所蒲慕明研究组在《自然—神经科学》上在线发表了题为《与恐惧记忆相干的杏仁核-皮层突触特异性变更》的研究论文,初次揭示了在听觉恐惧记忆中起重要感化的侧杏仁核-听觉皮层投射通路,并发现该通路在听觉恐惧学习后会发生特异性的突触衔接重构。研究职员进一步颠末过程双色双光子成像技术发现,新突触衔接重要颠末过程在已存在的突触上添加新的突触布局的办法构成,提醒了成年大脑皮层中新突触构成的基本规律。
 
条件恐惧是学习与记忆研究中常用的行为范式。在听觉条件恐惧学习中,小鼠先听到一个声音,再被给予一个足部电击。小鼠会将声音与电击关联起来,并在声音到来时表示出恐惧反应。对付条件恐惧的神经环路基础,人咱咱们普遍认为,听觉信息从听觉丘脑和皮层传入,然后颠末听觉丘脑——侧杏仁核及听皮层-——侧杏仁核通路,在侧杏仁核与来自体感皮层的电击信息整合。然而,在此项研究中,结合荧光标记、病毒示踪和免疫电镜技术等,研究职员发现了一个新的投射通路:侧杏仁核——听觉皮层。利用化学遗传和光遗传技术,研究职员发现抉择性克制此通路的神经运动可大幅度低落小鼠的恐惧反应,表明此通路在恐惧记忆中起着关键感化。
 
侧杏仁核——听皮层通路在条件恐惧学习后是否表示出突触可塑性?皮层中的突触由突触前轴突小结和突触后树突棘构成。研究职员用双光子成像技术对小鼠听皮层停止在体长期成像,以追踪此通路中来自侧杏仁核的轴突小结和听皮层细胞的树突棘的布局变更。发现侧杏仁核的轴突小结和听皮层第五层细胞的顶树突的树突棘在恐惧学习3天之后都有显著增长。与之构成对照的是,来自前扣带回皮层和听觉丘脑的突触前轴突小结,和听皮层第2/3层细胞的树突棘,在恐惧学习之后都没有显著变更,提醒恐惧学习可特异性地构成侧杏仁核细胞与听皮层第5层细胞的突触重构。
 
同一根树突上的分歧树突棘和同一根轴突上的分歧轴突小结都分离会与分歧的神经元构成突触。突触可塑性是否可由特定的衔接通路决定?为回答这一成就,研究职员在活体植物中初次应用了双色双光子成像技术。颠末过程在特定通路中的突触前与突触后神经元中表达分歧的荧光蛋白,研究职员可以或许或许间接观察到该通路中的突触布局。用这个办法,研究职员发现,恐惧学习后,侧杏仁核——听皮层通路中的轴突小结及树突棘增长比例都远高于平均,即突触可塑性可由衔接通路决定。进一步研究发现,侧杏仁核——听皮层通路中的突触数目在恐惧训练两小时后就有显著增长,且增长可连续至3天以上,与恐惧记忆构成和坚固的时程同等,提醒此通路可能与恐惧记忆的存储相干。
 
应用双色成像技术,研究职员还发现,新构成的突触绝大多数都是在已存在的突触布局上添加新的突触布局的办法构成,很少有突触前后均为新构成的“全新”突触。这个新增突触衔接的办法可以或许或许节省空间和布局蛋白数目,是一种很“经济”的突触构成办法。而且,在统统观察过的皮层下—皮层,和皮层—皮层通路中,突触构成都遵照此规律,故而此规律可能是成年植物大脑皮层中新增突触的通用规矩。
 
据悉,该项工作是在蒲慕明院士的指点下,由神经所的杨扬和刘丹倩共同实现的。该研究初次发现了在恐惧记忆中起重要感化的侧杏仁核——听觉皮层通路,及该通路与恐惧学习相干的特异性重构。专家认为,此研究为研究通路特异布局的可塑性供给了新办法,对条件恐惧学习的神经环路研究是重要的弥补,而且提醒了成年植物大脑中新突触构成的基本规律。(来源:华人科技资讯网 黄辛)
 

 

 
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