樹突棘是神經(jīng)元樹突膜上的小突起，與鄰近軸突形成接觸以接收突觸輸入。這些刺有不同的大小、形狀和密度。樹突棘特征的變化與學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)，可能是阿爾茨海默病和亨廷頓病等神經(jīng)退行性疾病的一個(gè)特征。由于突觸接觸的重要性突出，研究人員致力于樹突棘的可靠可視化和分析。后者需要根據(jù)關(guān)鍵形態(tài)參數(shù)將它們分組。
圣彼得堡彼得大帝理工大學(xué) (SPbPU) 的科學(xué)家與德克薩斯州達(dá)拉斯市的 UT 西南醫(yī)學(xué)中心合作，研究了一種分析樹突棘形狀的新方法。與將它們分為三個(gè)或四個(gè)預(yù)定義子類的標(biāo)準(zhǔn)方法不同，他們建議考慮聚類方法。使用聚類方法的觀點(diǎn)和潛在局限性發(fā)表在《突觸神經(jīng)科學(xué)前沿》雜志上。
分析和理解樹突棘形態(tài)的方法對(duì)于神經(jīng)科學(xué)的許多領(lǐng)域至關(guān)重要。在軸突布頓和棘之間，有一個(gè)接觸區(qū)，用于將信息從一個(gè)神經(jīng)元傳輸?shù)搅硪粋€(gè)神經(jīng)元。盡管神經(jīng)元和樹突是相當(dāng)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，但突觸棘的可塑性很強(qiáng)并且容易發(fā)生變化。
“樹突棘是非常獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，以自己的方式生活。它們可以根據(jù)神經(jīng)元活動(dòng)而改變。突觸連接的強(qiáng)度和數(shù)量與學(xué)習(xí)和記憶相關(guān)。突觸接觸的質(zhì)量或數(shù)量下降可能是神經(jīng)元活動(dòng)的診斷特征。圣彼得堡彼得大帝理工大學(xué)分子神經(jīng)變性實(shí)驗(yàn)室博士后葉卡捷琳娜·普奇茨卡婭(Ekaterina Pchitskaya)說：“神經(jīng)變性的最初癥狀可能會(huì)晚得多，因?yàn)槲覀兊拇竽X有一定的安全邊際。”
科學(xué)家研究了樹突棘形狀、密度和功能之間的關(guān)系。以往的研究大多依賴于分類方法。它表明刺被分為固定的類別，如薄刺、蘑菇刺和短刺刺。蘑菇刺有一個(gè)大頭和一個(gè)小脖子，將它們與樹突分開。它們形成強(qiáng)大的突觸連接，壽命很長，并且被認(rèn)為與長期記憶有關(guān)。細(xì)刺具有相似的結(jié)構(gòu)，但它們的頭部相對(duì)于頸部較小。研究人員認(rèn)為它們負(fù)責(zé)形成新的記憶。粗短的刺通常沒有頸部。眾所周知，它們是出生后發(fā)育早期的主要類型，但由于蘑菇刺的消失，也可能在成人中發(fā)現(xiàn)。
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