研究发现，光学方法可能高估神经信号

　　衡量一个想法总是很困难的。神经科学家有一些聪明的方法，但现在康涅狄格大学的研究人员在《科学报告》中描述说，最花哨的方法可能没有以前想象的那么精确。

　　我们的大脑是由数十亿个细胞组成的。其中一些被称为神经元，来回发送电信号。这些信号是思想在头脑中的物理表现。

　　科学家们有两种测量这些信号的方法。最精确的方法是在神经元中插入一个微小的电探针，但是一次对几个以上的细胞这样做是不切实际的。为了观察一大群神经元之间的相互信号，研究人员使用了一种特殊的染料，当钙离子波通过时，这种染料会发光。钙离子是电荷的载体;当它们穿过脑细胞时，电信号就会穿过那个细胞。理论上，照相机可以用来记录和计数闪光，以揭示神经元信号的数量。

　　在康涅狄格大学医学院的安奇实验室，神经科学家卡塔琳娜·米利切维奇、维奥莱塔·伊万诺娃和同事们研究了阿尔茨海默病是如何影响神经元信号的。他们想知道光学方法到底能不能很好地测量这种信号。

　　为了找到答案，米利切维奇和伊万诺娃与他们的同事一起，煞费苦心地将电导线一次插入单个神经元，并记录每个神经元放电信号的频率。同时，他们用相机光学记录下了同一组神经元。

　　他们的结果出乎意料。他们发现，闪光发生的频率比神经元真正发出信号的频率要高。有时，钙离子的细微波会穿过神经元。这些细微的波不足以激活细胞的主要信号传导潜能(一种神经冲动)，但足以使染料在相机前闪烁。

　　米利切维奇、伊万诺娃和他们的同事把这些次要的亚阈值电信号称为“去极化高原”。研究人员还发现，如果神经元将一个神经冲动与一个平台相结合，那么产生的闪光将比由一个神经冲动组成的普通信号事件亮两到三倍。一个神经冲动和一个平台电位的结合，使它在镜头前看起来像是两个或三个神经冲动在重复发射，而不是只有一个。

　　“以前人们认为神经元钙信号仅仅与神经冲动的产生(线性)相关。它不是。它可以通过潜在的平台电位来促进，”米利切维奇说。“这使得用光学测量神经元活动变得更加棘手。”

　　研究人员现在正以两倍的速度研究神经元中同样的信号现象，以神经科学家通常两倍的速度拍摄电信号和光信号的快照。他们想确保自己没有错过任何其他突发的想法。

　　更多信息:Katarina D. Milicevic等，钙或电压成像检测自发活动神经元的高原去极化，科学报告(2024)。DOI: 10.1038/s41598-024-70319-4期刊信息:康涅狄格大学提供的科学报告引用:光学方法可能高估神经元信号，研究发现(2024,10月7日)检索自https://medicalxpress.com/news/2024-10-optical-method-overestimate-neuronal.html。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。