為大腦提供動力：能量如何在單細胞內(nèi)分配

生物體中的每個系統(tǒng)都依賴于有限的能量供應(yīng)才能發(fā)揮作用。在人類中，沒有哪個器官比大腦消耗更多的能量，大腦消耗了身體大約20%的代謝能量。

但是能量如何在神經(jīng)系統(tǒng)中分配以確保其功能呢?在一項新研究中，耶魯大學的科學家揭開了部分謎團。使用新型生物傳感器，他們能夠繪制線蟲線蟲的單細胞能量代謝圖。

這項技術(shù)由耶魯大學的科學家開發(fā)，使研究人員能夠繪制細胞間甚至單個神經(jīng)元內(nèi)能量分布的“景觀”。

他們的研究結(jié)果發(fā)表在《美國國家科學院院刊》雜志上。

長期以來，科學家們一直對與人體能量代謝相關(guān)的問題感興趣，從能量如何生化產(chǎn)生到能量如何分布在整個有機體(包括大腦)中。

在過去的研究中，功能性核磁共振等神經(jīng)影像技術(shù)表明，大腦中的能量分布會發(fā)生變化，以適應(yīng)大腦不同的活動狀態(tài)，從而支撐思維和認知。但這些技術(shù)缺乏了解能量代謝在神經(jīng)系統(tǒng)單個細胞內(nèi)如何分布所需的細胞分辨率。

“眾所周知，能量產(chǎn)生在整個大腦中的分布并不均勻，但它到底發(fā)生在哪里?它的分布如何影響神經(jīng)系統(tǒng)的功能?”耶魯大學醫(yī)學院神經(jīng)科學博士后、該研究的主要作者亞倫·沃爾夫(Aaron Wolfe)說道。“這些問題推動了這項工作。”

為了回答這些問題，由 Wolfe 和 Daniel Colón-Ramos(神經(jīng)科學和細胞生物學教授、共同通訊作者)領(lǐng)導(dǎo)的耶魯大學團隊使用一種名為 HYlight 的生物傳感器來研究秀麗隱桿線蟲個體神經(jīng)元內(nèi)的代謝活動。不同的條件。

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