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研究与创新

神经元何时“出生”影响老鼠的嗅觉行为

小鼠嗅球中含有出生后不久(红色)和成年早期(绿色)产生的不同数量的神经元。资料图:特洛伊·加什海

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北卡罗来纳州立大学的一项新研究表明,小鼠在不同生命阶段产生的神经元会影响嗅觉和行为的各个方面。这项工作可能对我们理解人类的神经发育过程或创伤性脑损伤有一定的意义。

特洛伊Ghashghaei他是北卡罗来纳州立大学神经生物学副教授,研究神经元发育和整合到大脑“电路”中的方式。老鼠是一个很好的研究模型,因为即使在成年后,它们仍会在两个区域产生神经元,其中一个区域负责大脑的嗅觉中枢。

Ghashghaei和他的团队在一群年轻的成年老鼠身上进行研究,他们观察了新生或年轻老鼠身上产生的嗅觉神经元。研究小组想知道在不同生命阶段发育的神经元的功能是否存在差异。

“研究不同神经元群功能的一种方法是在不同的行为模式下关闭它们,”Ghashghaei说。为了切断神经元,他们将一种基因导入小鼠的嗅觉干细胞。这种基因编码了一种蛋白质,这种蛋白质在嗅觉神经元成熟后会关闭它们,从而对某种药物产生反应。因此,研究人员可以关闭在不同发育时间点产生的神经元。

在年轻的成年老鼠中,成年出生的神经元停止活动,影响了它们对新的食物气味的识别和记忆能力——它们以前从未接触过这种气味。相反,如果是令人厌恶的气味,或暗示着危险——比如狐狸的气味——关闭成人生成的神经元是没有效果的;老鼠的反应通常是原地冻结。因此,成年小鼠产生的神经元似乎没有在调节小鼠对厌恶气味的先天反应中发挥作用。

Ghashghaei和研究小组对这一发现感到困惑,他们想知道小鼠出生后立即产生的神经元是否与对难闻气味的反应有关。因此,他们关闭了老鼠体内“早产”的神经元,发现通常对难闻气味的反应被打断:老鼠似乎不受狐狸气味的影响。

Ghashei说:“在发育过程中,小鼠的嗅觉系统中有一个神经元增加的过程。”这项研究表明,在特定的时间点上产生的发展定义的电路,调节新的感觉刺激的不同值,以及如何处理和学习感觉反应。

“接下来要探索的问题是,在特定时间点产生的特定神经元是如何共同作用于复杂行为的,以及它们在神经发育疾病或自闭症等情况下是如何起作用的。”此外,我们想看看我们发现的神经元是如何连接到大脑的其他区域的,以及这些网络是否负责调节感觉知觉的享乐方面。”

这项研究发表在杂志上自然神经科学.Ghashghaei由国家卫生研究院资助(R01NS098370和R01NS089795拨款)。前北卡罗来纳州博士后研究员,目前在北卡罗来纳州教堂山纳根德兰穆图萨米,北卡罗来纳州的研究生卡罗琳约翰逊和研究助理张旭英贡献了这项工作。

-皮克-

编辑须知:论文摘要如下。

"发育定义的前脑回路调节食欲和厌恶的嗅觉学习"

内政部:10.1038/nn.4452

作者Troy Ghashghaei、徐颖张、Caroline Johnson、NC州立大学;Nagendran Muthusamy,北卡罗来纳州教堂山;Prem Yadav,印度勒克瑙CSIR中央药物研究所
出版:英寸自然神经科学

摘要:出生后和成年后的神经发生具有区域和形态特异性,但发育不同的神经元群的意义尚不清楚。我们证明在出生时产生的前脑和嗅觉神经元的一个子集的化学失活破坏了对厌恶气味的反应。相反,新的食欲气味学习是敏感的成人出生的神经元失活,揭示了发展界定的神经元集可能不同地参与感官学习享乐方面。

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