一個(gè)多國(guó)研究小組現(xiàn)在已經(jīng)更好了解物種之間大腦皮層神經(jīng)元架構(gòu)的差異，這要?dú)w功于高分辨率顯微鏡。波鴻魯爾大學(xué)發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)研究小組的研究人員在Petra Wahle教授的領(lǐng)導(dǎo)下，已經(jīng)證明靈長(zhǎng)類動(dòng)物和非靈長(zhǎng)類動(dòng)物在其結(jié)構(gòu)上一個(gè)重要差異：軸突的起源，這是負(fù)責(zé)傳輸被稱為動(dòng)作電位電信號(hào)的過(guò)程。這些結(jié)果最近發(fā)表在《eLife》雜志上。
研究小組研究了各種動(dòng)物，包括嚙齒類動(dòng)物（小鼠、大鼠）、有蹄類動(dòng)物（豬）、食肉動(dòng)物（貓、雪貂），以及動(dòng)物學(xué)靈長(zhǎng)類的獼猴和人類。科學(xué)家們通過(guò)使用五種不同的染色技術(shù)和對(duì)超過(guò)34,000個(gè)神經(jīng)元的評(píng)估得出結(jié)論，非靈長(zhǎng)類動(dòng)物和靈長(zhǎng)類動(dòng)物之間存在著物種差異。
與非靈長(zhǎng)類動(dòng)物的興奮性錐體神經(jīng)元相比，靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦皮層外層II和III的興奮性錐體神經(jīng)元上攜帶軸突的樹突明顯較少。此外，對(duì)于抑制性中間神經(jīng)元，在貓和人類物種之間發(fā)現(xiàn)了攜帶軸突的樹突細(xì)胞百分比方面的巨大差異。在比較具有初級(jí)感覺(jué)和高級(jí)大腦功能的獼猴皮層區(qū)域時(shí)，沒(méi)有觀察到定量差異。
研究人員表示，高分辨率顯微鏡在研究中特別重要，這使得檢測(cè)軸突起源可以在微米級(jí)準(zhǔn)確跟蹤，這在傳統(tǒng)顯微鏡下有時(shí)并不那么容易。通常，一個(gè)神經(jīng)元將到達(dá)樹突的興奮性輸入與抑制性輸入進(jìn)行整合，這一過(guò)程被稱為體突整合。然后，神經(jīng)元決定輸入是否足夠強(qiáng)大和重要，以通過(guò)動(dòng)作電位傳送到其他神經(jīng)元和腦區(qū)。
攜帶軸突的樹突被認(rèn)為是有特權(quán)的，因?yàn)檫@些樹突的去極化輸入能夠直接喚起動(dòng)作電位，而無(wú)需參與體細(xì)胞整合和體細(xì)胞抑制。為什么會(huì)演變出這種物種差異，以及它對(duì)靈長(zhǎng)類動(dòng)物的新皮層信息處理可能具有的潛在優(yōu)勢(shì)，目前尚不清楚。
