研究人员发现学习神经元变化背后的“数字”机制

当对神经元棘进行成像时，需要考虑的一个关键方面是它们的大小，远低于可见光的衍射极限。远场荧光纳米镜可以用纳米分辨率和分子特异性来阐明这些细节。使用多色发生的达尔瓦博士领导的团队用纳米技术研究活细胞，标记并追踪负责突触前和突触后区域信号传递的蛋白质。他们发现了参与信号发送和接收的蛋白质簇，这些蛋白质簇在刺激时到达神经元棘。这些簇状物被称为纳米模块，大小均匀，从突触前到突触后排列，好像它们是协调的。

令人惊讶的是，他们观察到纳米模块受到刺激后，数量会增加，但尺寸不会增加。这一结果表明，一种“数字”机制正在起作用，在这种机制下，更大的突触强度依赖于相同大小的离散单元的叠加，而不仅仅是被招募蛋白质数量的持续增加。除此之外，研究人员还发现，在受到刺激后，纳米模块开始振动和移动，而突触前和突触后的成分仍然被锁定在原地。

这些发现为进一步研究纳米模块在神经元可塑性中的作用打开了大门。这些簇是如何聚集、排列和连接突触前和突触后区域的，以及它们为什么会在刺激下摆动，只是有待解决的一些关键问题。提供答案将有助于提高对学习、记忆和最终对抗神经障碍的分子机制的理解。