一個多國研究小組現(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，這要歸功于高分辨率顯微鏡。波鴻魯爾大學發(fā)育神經(jīng)生物學研究小組的研究人員在Petra Wahle教授的領導下，已經(jīng)證明靈長類動物和非靈長類動物在其結(jié)構(gòu)上一個重要差異：軸突的起源，這是負責傳輸被稱為動作電位電信號的過程。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物，包括嚙齒類動物（小鼠、大鼠）、有蹄類動物（豬）、食肉動物（貓、雪貂），以及動物學靈長類的獼猴和人類。科學家們通過使用五種不同的染色技術和對超過34,000個神經(jīng)元的評估得出結(jié)論，非靈長類動物和靈長類動物之間存在著物種差異。
與非靈長類動物的興奮性錐體神經(jīng)元相比，靈長類動物大腦皮層外層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胞百分比方面的巨大差異。在比較具有初級感覺和高級大腦功能的獼猴皮層區(qū)域時，沒有觀察到定量差異。
研究人員表示，高分辨率顯微鏡在研究中特別重要，這使得檢測軸突起源可以在微米級準確跟蹤，這在傳統(tǒng)顯微鏡下有時并不那么容易。通常，一個神經(jīng)元將到達樹突的興奮性輸入與抑制性輸入進行整合，這一過程被稱為體突整合。然后，神經(jīng)元決定輸入是否足夠強大和重要，以通過動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為是有特權(quán)的，因為這些樹突的去極化輸入能夠直接喚起動作電位，而無需參與體細胞整合和體細胞抑制。為什么會演變出這種物種差異，以及它對靈長類動物的新皮層信息處理可能具有的潛在優(yōu)勢，目前尚不清楚。
