突触传递不是单向的？谷氨酸信号可能起作用
信息在大脑中沿明确的方向流动：化学和电信号从一个神经元穿过突触，从突触前到突触后神经元传递到另一神经元。现在，奥地利科学技术研究院（Peter Austria）的彼得·乔纳斯（Peter Jonas）及其小组表明，信息在海马体的一个关键突触中也以相反的方向传播，海马体是负责学习和记忆的大脑区域。在所谓的苔藓纤维神经突触中，突触后CA3神经元影响突触前神经元（所谓的苔藓纤维神经元）的发射方式。“我们第一次证明了逆行信息流在生理上与突触前可塑性有关，”冈本雄司（Yuji Okamoto）说，他是IST Austria彼得·乔纳斯（Peter Jonas）小组的博士后，也是该论文的第一作者之一。
苔藓纤维突触对于神经网络中的信息存储至关重要。突触传递是可塑性的，意味着可变数量的化学信号，即所谓的神经递质，被释放到突触中。为了了解这种突触中可塑性的作用机理，冈本精确地刺激了大鼠苔藓纤维突触的突触前末端，并同时从突触后神经元进行了记录。彼得·乔纳斯（Peter Jonas）补充说：“我们需要了解突触的确切特性，例如使用电导率的数值来创建此突触的精确模型。通过他的精确测量，Yuji设法获得了这些数字。-通讯作者与博士后David Vandael。
聪明的老师对超负荷的学生做出反应
出乎意料的是，研究人员发现突触后神经元影响突触前神经元的可塑性。以前，长满苔藓的纤维突触被认为是“突触突触”，可引起突触后神经元的放电。“相反，我们发现这种突触就像'聪明的老师'，当学生信息过多时，它会适应课程。类似地，突触前的苔藓纤维会检测出突触后的神经元何时无法获取更多信息：何时突触后神经元的活性增加，突触前神经元的可塑性降低。” Jonas解释说。
这一发现提出了一个问题，即突触后神经元如何将有关其活动状态的信息发送给突触前神经元。药理学证据表明，谷氨酸发挥了作用，谷氨酸是神经元向其他细胞发送信号的关键化学物质或神经递质之一。谷氨酸盐也是从突触前长满苔藓的纤维终端释放的发射器。当突触后神经元中的钙水平升高时-这表明神经元是活跃的-突触后神经元可能将带有谷氨酸的囊泡释放到突触中。谷氨酸逆着通常的神经元信息流返回突触前神经元。乔纳斯说：“这种可逆性的可塑性调节可能有助于改善下游海马网络中的信息存储。他再次补充说：“再次，精确的测量表明，现实比简化模型所暗示的要复杂。
Story Source:
Materials provided by Institute of Science and Technology Austria. Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
David Vandael, Yuji Okamoto, Peter Jonas. Transsynaptic modulation of presynaptic short-term plasticity in hippocampal mossy fiber synapses. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-23153-5