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小鼠视网膜有一条警报专线

将危险信号快速传递到大脑,引起防御行为
2021-04-09 01:29:10 来源:健康报
  (记者胡德荣)上海脑科学与类脑研究中心张翼凤研究组,新近找到了标记瞬时撤光型α视网膜神经节细胞的分子标志物,并证明此类神经元构成了视网膜中的一条警报专线。相关研究论文于近日发表在《当代生物学》杂志上。

  科研人员选取了逼近视觉刺激引发小鼠逃跑或僵直行为的范式。猜想在小鼠快速逃离捕食者的行为中,存在一条警报专线将危险信息传送到大脑,之后引起快速的防御行为。如何找到这条警报专线是该研究的难点。科研人员从小鼠的视网膜入手,认为在小鼠的眼睛里有这条专线的开始端,如果找到这个开始端,那后面的通路就会如抽丝剥茧般一步步被找到。

  科研人员认为,小鼠视网膜中一类非常保守的神经节细胞可能是这一警报专线的开端。此类α视网膜神经节细胞具有与众不同的特性,使它们像雷达天线一样可以大面积地搜索视野中的信息,并将信号传送到大脑。这些如电缆般能够以最快速度传递信号的轴突,使得它们成为了这条警报专线的首选。

  但是,多年来对α视网膜神经节细胞的研究相当缓慢,因为科研人员始终无法在数以万计的视网膜神经节细胞中将它们全部挑出来,无法在没有其他细胞干扰的情况下让它们做出特定反应,从而对它们的功能进行精确探索。

  科研人员最终筛选出了瞬时撤光型α细胞的分子标记-Kcnip2基因,首次“捕获”了此类细胞,构建了Kcnip2转基因小鼠。通过转基因小鼠,将此类细胞点亮,让它在众多的细胞中脱颖而出,更容易被科研人员看到;也可以通过光遗传学的方式来操控此类细胞,实现对此类野生细胞的“驯服”。

  最终,研究团队证明了小鼠视网膜的确存在由瞬时撤光型α细胞构成的警报专线,可以将危险信号快速地传递到大脑,引起小鼠的防御行为。研究为大脑的快速信息编码提供了环路基础,而且有助于深入理解大脑编码外界刺激的方式。

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