Cell:大腦中到底有多少類型的神經元?

圖片來源：medicalxpress.com

2016年3月8日 訊 /生物谷BIOON/ --幾十年來，科學家們都在努力研究希望對大腦中的細胞類型進行深入的「普查」，如今刊登在Cell雜誌上的一篇研究論文中，來自哥倫比亞大學的研究人員描述了一種新方法，其可以幫助科學家們系統性地鑑別單一類別的大腦細胞或者脊髓中的神經元細胞，隨後研究者揭示了神經元運動形狀迴路架構背後的元件，同時也闡明了這種統計學方法如何為神經學家們提供一種關鍵有效的工具來對大腦任何區域中的細胞多樣性進行定量化分析。

研究者Thomas M. Jessell博士指出，文章中我們評估了中樞神經系統中特殊區域中神經元細胞的多樣性，隨著我們對方法的進一步優化，我們就可以在任何細胞迴路中進行研究並且揭示其最基本的部分，一旦我們在特定水平下對大腦的結構進行理解，我們就會發現大腦循環及功能中的一系列關鍵問題所在。

這項研究中，研究者重點對脊髓中一種名為V1中間神經元的一類神經元進行研究，這種神經元可以形成特殊連接，從而調節運動神經元的活性和輸出，而運動神經元則可以幫助我們運動；運動神經元就好象木偶的提線一樣，而中間神經元就可以直接對其進行指導。此前研究發現，V1中間神經元主要參與運動神經元活性的塑造，但並沒有確定這種過程發生的具體分子機制，而研究者需要以一種非常系統性且詳細的方式來對V1中間神經元進行種類的分類，相關信息也將幫助科學家們解析隱藏在運動背後的特殊迴路。

本文研究中，通過對實驗室小鼠V1中間神經元進行研究，研究者們首先鑑別出了19個遺傳開關（轉錄因子），當其以特殊的組合被激活時，其就可以使得其中一種V1中間神經元類型同其它的特性進行區分，而研究者需要做的就是將轉錄因子的特殊模式同特殊類型的中間神經元進行匹配。

如今研究者Abbott及其同事開發了一種新型的數學方法，其就摻入了19種不同轉錄因子的複雜遺傳特性，而利用新型的統計學模型，科學家們就可以成功區分50種不同類型的V1中間神經元，而結合統計推理所觀察的結果，研究者們或許就可以開發一種方法來獲取和中間神經元遺傳特性相關的信息，並且幫助指導肌肉的激活。研究者希望後期可以擴展這種方法來對神經系統中的眾多領域進行更加深入的研究。（生物谷Bioon.com）

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Muscle-type Identity of Proprioceptors Specified by Spatially Restricted Signals from Limb Mesenchyme.

Poliak S1, Norovich AL2, Yamagata M3, Sanes JR3, Jessell TM4.

The selectivity with which proprioceptive sensory neurons innervate their central and peripheral targets implies that they exhibit distinctions in muscle-type identity. The molecular correlates of proprioceptor identity and its origins remain largely unknown, however. In screens to define muscle-type proprioceptor character, we find all-or-none differences in gene expression for proprioceptors that control antagonistic muscles at a single hindlimb joint. Analysis of three of these genes, cadherin13 (cdh13), semaphorin5a (sema5a), and cartilage-acidic protein-1 (crtac1), reveals expression in proprioceptor subsets that supply muscle groups located at restricted dorsoventral and proximodistal domains of the limb. Genetically altering the dorsoventral character of the limb mesenchyme elicits a change in the profile of proprioceptor cdh13, sema5a, and crtac1 expression. These findings indicate that proprioceptors acquire aspects of their muscle-type identity in response to mesenchymal signals expressed in restricted proximodistal and dorsoventral domains of the developing limb.