推荐厂家
暂无
暂无
哈佛育出能“闻”出光线的小鼠 为气味和感受间关系的研究开辟新途径 据美国物理学家组织网10月18日(北京时间)报道,哈佛大学神经生物学家培养出一种能“闻”出光线的小鼠,为研究人员更好地理解嗅觉功能的神经机制提供了一种新工具。本周的《自然·神经科学》杂志详述了这项研究,这为未来研究气味和感受之间的关系以及其他感知系统的神经机制开辟了新方向。 要分析大脑的嗅觉感知是如何辨别气味的,最好的方法是研究大脑的活动方式。但气味种类繁多,化学成分非常复杂,变化微细让人难以捉摸,因此追寻这些由嗅觉刺激形成的大脑模式非常困难。 如果让鼻子作为视网膜那会怎么样呢?哈佛大学分子与细胞生物学教授温卡泰斯·默西和冷泉港实验室的同事利用遗传光学技术,把一种光敏蛋白质跟小鼠的嗅觉输入系统结合,培育了一批转基因小鼠,它们的所有嗅觉感受神经元都能表达视网膜素转导通道2(channelrhodopsin-2)蛋白质,这些转基因小鼠的嗅觉路径因此变成由光来激活,代替气味来研究大脑神经细胞如何区别不同气味。 嗅觉信息会在大脑中形成不同的三维空间组织形态,由于光输入很容易被控制,研究人员因此能设计一系列试验,利用光选择性地刺激鼻子里的特定感觉神经,研究大脑中嗅球的激活模式。 默西说,因为用外来光照代替气味在大脑中形成的空间组织只是一种临时性结构,新研究也存在一定的局限,并不能完全解释气味感受能力。研究还显示,在气味被感受的过程中,“嗅闻”的时机起着很大作用。
中国科技网讯 (记者何屹)据每日科学网站2月20日(北京时间)报道,斯坦福大学的科学家开发出一种系统,可以实时观察活鼠大脑活动情况,对研究诸如阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病的新治疗手段具有十分重要的作用。该研究发表在近期出版的《自然·神经科学》杂志上。 研究人员首先利用基因疗法令老鼠神经细胞表达绿色荧光蛋白,该蛋白对钙离子敏感。当神经元受到刺激时,细胞内充满钙离子,荧光蛋白被激活,整个细胞会发出明亮的绿色荧光,就像一朵灿烂的绿色小烟花在黑色背景下绽放。随后,研究人员在老鼠大脑负责空间和情景记忆的海马体上方植入一个微型显微镜,显微镜与相机芯片相连,并可将数字图片传送到电脑,在电脑屏幕上显示老鼠大脑活动的实时视频。 海马体对环境非常敏感,在不同的环境下会有不同的细胞响应。当老鼠在实验环境的某个特定区域挠墙时,刺激特定的神经元闪烁绿色荧光。当小鼠流窜到别的区域时,绿色荧光会从某个神经元褪色,转而刺激新的神经元细胞发光。科学家在掌握了小鼠行为和神经元之间的关联后,仅仅通过小鼠脑部荧光闪烁的混乱图景,就能够清楚地了解老鼠究竟位于何处。 该研究小组发现,小鼠神经元的刺激模式十分稳定,实验间隔时间长达一月之后,仍可保持不变。而观察相同的细胞对于了解脑部疾病非常重要。如果某一个特定的神经元在测试时发生功能障碍,表明正常神经元已经死亡或出现神经退化疾病。研究人员就可以利用某些实验性的治疗试剂进行治疗,然后在相同刺激条件下,确定神经元能否恢复功能。 目前这项技术尚不能应用于人类,但小鼠模型是研究人类神经退行性疾病新疗法的一个重要起点,该系统将成为临床前研究评估的一种非常有用的工具。目前研究人员已经成立了一个公司,生产和销售该设备。 总编辑圈点 一般所说的“读脑仪”,通常指对脑意识进行探测和显现的电子设备,譬如测谎仪就算一种读脑设备。但在本文的研究中,“读脑”是为了找出实验对象的行为和神经元之间的关联,再进行医学药理学的分析。与意识探测相同的是,关乎“脑”研究,人类都还只是接触到皮毛,不过,随着近几年新进展的不断出炉,无论是“倾听大脑的思想”,还是将小鼠模型应用于研究人类神经退行性疾病新疗法,相信只是时间问题。 《科技日报》(2013-02-21 一版)
科学家发现大脑中特殊分子 或有助提高记忆 作者:常丽君 来源:科技日报据每日科学12月9日报道,一个美德联合科研小组发现,大脑中有一种分子不仅能连接脑细胞,还能改变人们的学习方式。该研究由美国国家卫生研究院和一家慈善组织资助,研究成果发表在12月9日出版的《神经元》杂志上,有助于研究人员找到提高记忆的方法,并用于治疗神经错乱。脑细胞之间的连接称为突触,可以让神经脉冲通过,突触在调节人的学习、记忆以及思考方式中至关重要。如果突触在结构和功能上出现偏差,可能会导致大脑延迟和孤独症等,而在老年痴呆症中,突触则随着年龄增长而变少。然而科学家对突触在活体大脑中如何形成并不太清楚。当人在学习时新的突触会形成,且突触连接的强度会在学习过程中随着接收不同的刺激导致数量发生变化,这就是科学家所称的“可塑性”特征。耶鲁大学与德国马克思·普朗克研究院神经生物学所共同合作,证实一种名为SynCAM1的分子,能穿过突触的连接点且控制着突触的可塑性。论文主要作者、耶鲁大学分子生物物理学与生物化学副教授托马斯·贝德勒说:“我们开始假设这种分子在大脑发育中能促进新突触的形成,但研究发现,它对保持突触的结构和功能也有影响。现在,我们已经确定了这些分子是怎样支持大脑的自我联系功能。”SynCAM1是一种粘合分子,好像胶水一样帮助突触连接在一起。研究人员在实验中发现,当小鼠中的SynCAM1基因被激活,更多的突触连接会形成,而没有SynCAM1产生的小鼠脑中形成的突触更少。大脑中SynCAM1含量过高,小鼠也无法学习。这表明,过多的SynCAM1会损害学习能力。这项发现也支持了最近的一种理论,该理论认为在人们学习和记忆过程中,太多的连接不总是更好,突触活动平衡才最好。德国小组领导瓦伦丁·斯登说:“人们可能认为,突触的数量越多,动物处理或存储信息的能力就越强。而事实正相反,这些动物学习能力很差。行为测试显示,没有SynCAM1的小鼠学得更快记得更好。”耶鲁小组的贝德勒解释说,突触是不断变化的结构。将突触连接在一起的SynCAM1分子,其功能就像是一位雕塑家,把突触塑成各种形状。它虽然能加强神经元之间的联系,但如果太多,就会减弱突触的连接,抑制其功能。在小鼠和人体中,这种分子几乎是一样的,因此很可能,它们在人脑中的作用也一样。每日科学网站相关报道(英文) http://i.0dxy.cn/upload/2010/12/13/17734157.jpg