中外團(tuán)隊(duì)開發(fā)毫秒級成像技術(shù) 揭示大腦“微觀密碼”
中新社合肥10月17日電 (記者 吳蘭)17日，國際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》(Science)發(fā)表了一項(xiàng)由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)畢國強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多個(gè)中外團(tuán)隊(duì)在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的突破性研究成果――通過自主研發(fā)的毫秒級的納米成像技術(shù)，破解了大腦神經(jīng)“信使”傳遞核心機(jī)制。
據(jù)介紹，該研究成果揭示了大腦高效傳遞信息的“微觀密碼”，并解決了神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域長達(dá)半個(gè)世紀(jì)的關(guān)鍵爭議。
大腦功能的實(shí)現(xiàn)，依賴于數(shù)千億個(gè)神經(jīng)元之間高效、精準(zhǔn)的突觸傳遞，突觸囊泡作為神經(jīng)遞質(zhì)的載體，其釋放機(jī)制一直是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的重要問題。
為攻克這一難題，畢國強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多個(gè)中外團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過十五年的持續(xù)科研攻關(guān)，開發(fā)具有毫秒時(shí)間分辨的原位冷凍電鏡技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對神經(jīng)元突觸傳遞過程的毫秒級“動(dòng)態(tài)定格”。
在具體實(shí)驗(yàn)中，科研人員經(jīng)過一系列的精準(zhǔn)控制，得以在囊泡釋放的不同階段捕獲其結(jié)構(gòu)快照。再基于上千套高分辨率三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析，他們發(fā)現(xiàn)囊泡釋放與快速回收是一個(gè)可分為三階段的動(dòng)態(tài)過程：囊泡首先與突觸前膜形成納米級融合孔(“親吻”)，隨后迅速收縮為表面積減半的小囊泡(“收縮”)，最終大部分囊泡以“逃逸”方式回收，少數(shù)發(fā)生“全融合”。
“這個(gè)中間收縮是一個(gè)關(guān)鍵”，畢國強(qiáng)解釋道，“為神經(jīng)突觸實(shí)現(xiàn)高效、高保真信號(hào)傳遞提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”。
《科學(xué)》審稿人稱“這是一項(xiàng)卓越的研究，提供了富有洞察力的視角”。
這一成果為深入理解神經(jīng)信息加工以及相關(guān)腦功能和疾病機(jī)理提供了全新視角。(完)
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