仔细观察大脑的暗物质
电突触连接几乎所有大脑中的神经元；然而，人们对它们知之甚少。现在的一项研究首次显示了这些特定突触在果蝇大脑中的位置，以及它们影响神经细胞的功能和稳定性。图片来源：生物智能 MPI，if / Julia Kuhl
电突触——无处不在，但几乎没有被探索过。
它们是几乎所有动物物种大脑的一部分，但即使在电子显微镜下，它们通常也是不可见的。“电突触就像大脑的暗物质，”MPI 生物智能主任亚历山大·博斯特 (Alexander Borst) 在基金会 (if) 中说。现在，他所在部门的一个团队仔细研究了这个很少被探索的大脑成分：在果蝇的大脑中，他们能够证明电突触发生在几乎所有大脑区域，并且可以影响个体的功能和稳定性神经细胞。
神经元通过突触进行交流，突触是化学信使将刺激从一个细胞传递到下一个细胞的小接触点。我们可能会从生物课上记住这一点。然而，这还不是全部。除了众所周知的化学突触之外，还有另一种鲜为人知的突触类型：电突触。“电突触要少得多，用目前的方法很难检测到。这就是为什么它们到目前为止几乎没有被研究过，”Georg Ammer 解释说，他长期以来一直对这些隐藏的细胞连接着迷。“因此，在大多数动物的大脑中，我们甚至不知道基本的事情，例如电突触的确切位置或它们如何影响大脑活动。”
电突触直接连接两个神经元，允许神经元用来交流的电流从一个细胞流到下一个细胞而不会绕道。除了棘皮动物，这种特殊类型的突触出现在迄今为止研究的每一种动物的大脑中。“因此，电突触必须具有重要功能：我们只是不知道哪些功能！” 格奥尔格·阿默尔说。
脑内分布
为了追踪这些功能，Ammer 和他的两位同事 Renée Vieira 和 Sandra Fendl 标记了电突触的重要蛋白质构建块。因此，在果蝇的大脑中，他们能够证明电突触并非出现在所有神经细胞中，而是几乎出现在大脑的所有区域。通过选择性地关闭视觉处理区域的电突触，研究人员可以证明受影响的神经元对某些刺激的反应要弱得多。此外，在没有电突触的情况下，一些神经细胞类型变得不稳定并开始自发振荡。
“结果表明，电突触对于不同的大脑功能很重要，并且可以发挥非常不同的功能作用，具体取决于神经元的类型，”Ammer 总结道。“因此，这些突触也应该整合到连接组研究中。” 连接组是大脑或大脑区域中所有神经元及其连接的地图。通常，这些信息是从电子显微镜图像中重建的——其中电突触在很大程度上是不可见的。如何将这些整合到连接组研究中，以及电突触还有哪些其他秘密，还有待进一步研究。