兩篇Cell發布神經學強大工具

　　大腦內到底有多少種神經元，數十年來這個問題一直困擾著科學家們。哥倫比亞大學的研究人員在本期Cell雜志上發表兩篇文章，向人們展示了一種能夠全面鑒定神經元類型的新方法。這種方法將成為強大的神經學研究工具，幫助人們定量分析大腦所有區域的神經元多樣性。

　　“我們把基礎細胞特征與統計模型結合起來，評估中樞神經系統特定區域的神經元種類，”文章資深作者Thomas M. Jessell博士說。“隨著這個方法的進一步完善，人們將能解析任何神經回路的基本成員。在這一水平上理解大腦，有助于解決神經回路及其功能的關鍵性問題。”

　　中間神經元的主要功能是形成神經元之間的連接。如果將人體比作是牽線木偶，運動神經元就是木偶身上的線，而中間神經元決定著拉線的順序。此前有研究顯示，V1中間神經元塑造了運動神經元的活性，不過人們還不清楚它們的具體作用機制。為此，研究人員對脊髓中的V1中間神經元進行了深入研究。

　　眾所周知，每一個神經元的基因組是完全相同的，但不同神經元啟動和關閉不同的基因。這些基因活性差異就像指紋一樣，標志著神經元的身份。掌握神經元的“指紋”，就能根據這一點區分不同類型的神經元。這些信息對于神經系統的功能研究非常關鍵。

　　研究人員在小鼠脊髓的V1中間神經元中鑒定了19個轉錄因子。這些轉錄因子在不同類型的V1中間神經元中以特定的組合激活。隨后，他們需要把轉錄因子的激活模式與中間神經元的類型配對起來。這用傳統實驗技術是比較困難的，但研究人員建立的統計模型可以做到這一點。

　　研究人員用這個模型鑒別了50種不同的V1中間神經元。研究顯示，該模型不僅可以確定V1中間神經元的種類，還可以推斷它們在脊髓中的精確位置。研究人員正在進一步改良這一體系，以便用于神經系統的其他部分。

　　電活性是神經元的基本特征，但科學家們最近發現這種屬性并不是一成不變的，研究顯示，增強或減弱中間神經元的活性，會引發分子水平上的改變，最終加快或延遲細胞放電。相關論文發表在九月十日的Science雜志上。 研究人員指出，在成年小鼠的大腦皮層中神經元屬性是動態改變的，這將對神經連接組學產生重要影響。這類研究通常默認神經元有固定的身份和功能，但研究者們現在需要考慮神經元屬性的可變性。

　　霍華德?休斯醫學研究所的科學家們開發了一個革命性的新工具，可以在動物大腦中永久性標記神經元活動。在神經元激發鈣離子流入時，這個工具（熒光蛋白CaMPARI）會從綠色變為紅色。此前，研究者們需要在正確的時間用顯微鏡聚焦正確的細胞才能觀察到神經元活動，現在這個永久性的熒光標記為他們帶來了解放。CaMPARI能夠超越顯微鏡視場的限制，幫助人們分析大范圍腦組織的神經活動。這個新工具還允許人們在更復雜的行為中成像神經活動，因為它可以用于自由活動的動物。

　　2015年8月多倫多大學的研究人員在Science雜志上發表文章指出，我們人類成為地球上最聰明的動物得益于一個關鍵性分子事件。在脊椎動物中，大腦的大小和復雜程度存在著很大的差異。舉例來說，人類和青蛙已經獨立演化了三億五千萬年，其大腦功能已經有天壤之別。那么這巨大的差距是如何形成的呢？研究顯示，PTBP1蛋白的選擇性剪切控制著神經元的生成，幫助哺乳動物進化出更大更復雜的大腦。