PNAS：研究揭示神经元激活实时图像
来源：本站原创 2021-02-03 22:00
根据最近的一项研究，一种新型的分子电压传感器使观察工作中的神经细胞成为可能。波恩大学和洛杉矶加利福尼亚大学的研究人员现在已经成功地对其进行了重大改进。它允许以高的时间和空间分辨率观察活神经细胞中电信号的传播，从而能够调查以前无法进行研究的全新问题。该研究现已发表在《 PNAS》杂志上。
2021年3月20日讯/生物谷BIOON/---根据最近的一项研究，一种新型的分子电压传感器使观察工作中的神经细胞成为可能。波恩大学和洛杉矶加利福尼亚大学的研究人员现在已经成功地对其进行了重大改进。它允许以高的时间和空间分辨率观察活神经细胞中电信号的传播，从而能够调查以前无法进行研究的全新问题。该研究现已发表在《 PNAS》杂志上。
（图片来源：Www.pixabay.com）
当我们闻到气味时，鼻子的感觉细胞就会产生电脉冲。它们通过大脑中的嗅球进入初级嗅觉皮层，然后将其分布到各个大脑中枢。
在最近的几十年中，大脑研究人员对如何在大脑中处理刺激以及过程中电刺激采用的路径有了越来越精确的认识。但是，在许多方面，这些见解仍然非常近似。波恩大学和加利福尼亚大学洛杉矶分校的研究人员现在提出的方法可能有助于解决此问题。
神经细胞通过称为轴突的生物“电缆”将电信号传输到其他神经细胞。每个神经细胞都被包裹在一个薄膜中，该薄膜将其与周围环境分开。在静止状态下，该膜的外部有许多带正电的离子，明显多于内部。因此，在内部和外部之间存在电压。神经科学家也谈到膜电位。
当信号通过轴突上的某个点时，此电位会在短时间内改变。波恩大学医学中心的实验癫痫和认知研究学院（IEECR）的Istvan Mody博士解释说：“而且我们可以使这种变化可见。”为了做到这一点，研究人员可以说在神经细胞周围系了一串灯。它的特殊之处在于：此链中的每个灯都带有一个电压相关的调光器。这意味着，当灯所在位置的膜电位发生变化时，它会变暗。
研究人员使用荧光蛋白作为轻链。 “我们将这种基因引入了细胞。”研究人员还用一种运输标签标记了基因组成。 “该标签可确保荧光染料在生产后立即转移到膜的外部。然后，使用一种固定物来确保它们保持原状。”
调光器不是纳米灯的一部分，而是另一个分子：所谓的“暗淬灭器”。它通常位于膜的内部。但是，由于信号转发期间的电压变化，它会改变到外部。它在那里遇见荧光蛋白并屏蔽它们。结果，纳米灯变得更暗。电位正常化后，深色淬灭剂就会移回内部，并且亮度再次增加。
该方法允许观察神经细胞的功能而不会干扰它们。例如，这使得有可能更准确地了解某些神经元疾病中的相关故障。它最终是一个更好地了解大脑工作原理的有前途的新工具。（生物谷 Bioon.com）
资讯出处：Researchers visualize neuron activity
原始出处：A dark quencher genetically encodable voltage indicator (dqGEVI) exhibits high fidelity and speed. PNAS, doi.org/10.1073/pnas.2020235118
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