神经细胞也会揪团组队一起活化
交朋友与群体生活是一种天性,这种天性不仅表现在一个独立的生物个体上,有时就连细胞似乎都有这种倾向。最近科学家在研究神经细胞的过程中,就发现神经细胞也有类似朋友之间「揪团组队」一起活动的现象。阳明交大神经科学研究所的两位助理教授陈摘文与林贝容,运用显微镜观察到大脑神经细胞的群体动态;团队发现,无论是在时间上或空间上,神经细胞都有「揪团」一起活化产生动作电位的情况,某些细胞特别喜欢跟另一些细胞一起活化。研究也发表在七月《Neuron》杂__。
这是科学家第一次在活体动物的脑中捕捉到中间神经元细胞(interneurons)的揪团现象。中间神经元是相对稀有的神经细胞,过去科学家只能依赖植入电极进行零星的电讯号观察。「就像是海底捞针一样。」林贝容表示。「有时候一个月才记录到一颗细胞,根本没办法研究细胞之间互动」。这次团队开发出电压成像搭配萤光蛋白技术,一次实验就能同时记录到高达二十六颗中间神经元,才得以一窥他们交友互动面纱。
研究团队发现,中间神经元细胞并不是随机活化,而是更倾向一起活化产生动作电位来传递讯号,而且彼此之间似乎也可以找到与自己志同道合的朋友一起传递电讯号。
「就像是交响乐团一样,大家听从指挥一起演奏。」陈摘文表示,中间神经元是掌管脑中抑制性神经传导的细胞,与脑波的形成息息相关,而脑波其实就是来自於神经细胞突触的电位变化,要有一定数目的细胞共振才能由头皮纪录到脑波。有趣的是,就算这群细胞没有达到产生动作电位的门槛,依然可从显微镜观察到他们「揪团」活动现象。
为了克服显微镜没有办法直接观察电压的困难,陈摘文与林贝容研究团队与国外合作,开发出对电压敏感的萤光蛋白,再利用腺病毒充当载体让神经细胞感染後可以发光。除此之外,为了解析极为短暂的神经脉冲,研究团队自行设计并架设每秒钟可拍摄两千张影像的超高速影像系统,如今这些技术与设施都已建置在阳明交大。
脑波是大脑感知和记忆功能中的关键信号。利用这项新技术,科学家能够直接在活体动物身上观测到神经细胞集体的运作,揭示脑神经复杂的协同工作方式,为这对理解大脑的机能至关重要。
这是科学家第一次在活体动物的脑中捕捉到中间神经元细胞(interneurons)的揪团现象。中间神经元是相对稀有的神经细胞,过去科学家只能依赖植入电极进行零星的电讯号观察。「就像是海底捞针一样。」林贝容表示。「有时候一个月才记录到一颗细胞,根本没办法研究细胞之间互动」。这次团队开发出电压成像搭配萤光蛋白技术,一次实验就能同时记录到高达二十六颗中间神经元,才得以一窥他们交友互动面纱。
研究团队发现,中间神经元细胞并不是随机活化,而是更倾向一起活化产生动作电位来传递讯号,而且彼此之间似乎也可以找到与自己志同道合的朋友一起传递电讯号。
「就像是交响乐团一样,大家听从指挥一起演奏。」陈摘文表示,中间神经元是掌管脑中抑制性神经传导的细胞,与脑波的形成息息相关,而脑波其实就是来自於神经细胞突触的电位变化,要有一定数目的细胞共振才能由头皮纪录到脑波。有趣的是,就算这群细胞没有达到产生动作电位的门槛,依然可从显微镜观察到他们「揪团」活动现象。
为了克服显微镜没有办法直接观察电压的困难,陈摘文与林贝容研究团队与国外合作,开发出对电压敏感的萤光蛋白,再利用腺病毒充当载体让神经细胞感染後可以发光。除此之外,为了解析极为短暂的神经脉冲,研究团队自行设计并架设每秒钟可拍摄两千张影像的超高速影像系统,如今这些技术与设施都已建置在阳明交大。
脑波是大脑感知和记忆功能中的关键信号。利用这项新技术,科学家能够直接在活体动物身上观测到神经细胞集体的运作,揭示脑神经复杂的协同工作方式,为这对理解大脑的机能至关重要。