小脑中的分子刺激脑细胞的赢家和输家

源自Purkinje细胞(PC)的前颗粒蛋白可抵消突触消除并增强最强的(优胜者)攀爬纤维(CF).前颗粒蛋白从出生后第11天到第16天独立于Semaphorin3A(另一种逆转CF突触消除的逆行信号分子)而作用于CF突触的发育.源自PC的前颗粒蛋白可逆向作用于CF的假定受体Sort1.丢失的CFs由前颗粒蛋白Sort1信号和Semaphorin3A-PlexinA4信号维持，但最终被“消除信号"如Semaphorin7A和脑源性神经营养因子(BDNF)修剪.

资料来源:2018年Masanobu Kano.

东京大学的科学家首次发现，小脑浦肯野细胞衍生的一种名为“颗粒蛋白"的分子可增强最强的(“优胜者")攀爬纤维，并抵消通常在脑中发生的突触的消除.出生后的大脑.尽管这项研究是针对小鼠进行的，但研究人员推测，颗粒蛋白原功能异常可能导致神经纤维及其连接的非典型“修剪"，从而导致人类自闭症到额颞痴呆等各种神经系统疾病.研究结果于2018年2月1日发表在《神经元》杂志上.

在典型的早期开发过程中，每个浦肯野细胞都与多条攀爬纤维相连.随着健康的小脑的成熟，通常会消除突触输入，直到每个Purkinje细胞只有一个攀爬纤维输入.消除多余的突触和加强重要的突触都是在生活和运动中优化我们的神经回路的关键.

不幸的是，某些遗传突变和环境因素会破坏Purkinje细胞的修剪和可塑性，从而导致过多的突触连接或不足.在这些极端情况下的任何一端都可能导致多种神经系统疾病和神经精神疾病.

如果典型的神经修剪过程受到干扰-并且小脑功能没有得到简化-Purkinje细胞很容易因过多的背景噪声和信息过载而短路.这有助于解释为什么浦肯野细胞功能障碍是自闭症谱系障碍中观察到的许多症状的根源. (有关更多信息，请参见“自闭症，浦肯野细胞和小脑交织在一起.")

理想情况下，每根攀爬纤维都为小脑提供强大的兴奋性输入，从而在其相应的Purkinje细胞中触发强大的兴奋性突触后电位(EPSP)峰值.这种动力使攀岩纤维和Purkinje细胞的伙伴关系成为微调和协调日常活动中使用的肌肉运动，演奏乐器，服务网球等的中心.

除了协调运动技能外，越来越多的证据表明传入的攀登纤维系统在感觉处理和认知任务中起着关键作用，这些过程通常独立于意识而起作用. (有关更多信息，请参阅“脑部如何在不知不觉中掌握自动化技能?")

使用不带颗粒颗粒蛋白的小脑小鼠模型，Masanobu Kano和他的Kano Laboratory团队发现在没有这种分子的情况下攀爬纤维被更快地消除了(如上图所示).

卡诺在一份声明中说:“在支配新生小脑的每个Purkinje细胞的多条攀登纤维中，一根攀登纤维在整个动物的生命中得到了增强和维持，而其他攀登纤维则被削弱并最终被淘汰." “我们的目标是确定一种新分子，该分子参与加强和维持单根攀岩纤维的输入."

神经可塑性的基本原理是基于“使用或失去它"类型的“神经达尔文主义"，它基于每个连接的目的性来增强或减弱突触连接.就像种植盆景树需要不断修剪以重新定向营养以加强某些树枝一样，神经连接也通过增强或抵消生长的复杂分子机制来修剪或滋养.

小脑(拉丁语为“小脑"或“小脑"). “小脑"是“小脑"的姐妹词，意思是“与小脑有关或位于小脑中".

来源:Wikipedia/生命科学数据库

神经达尔文主义和神经修剪概念的起源是什么?

神经达尔文主义的最初开拓者之一是诺贝尔奖获得者杰拉尔德·爱德曼(Gerald Edelman). 1978年，爱德曼(Edelman)与约翰·霍普金斯医学院的弗农·B·芒斯特卡斯尔(Vernon B.许多人都将其视为“神经科学之父".

“神经元群选择"理论具有三个主要组成部分:

1.发育选择:大脑内部的解剖功能连接是选择性的“机械化学"事件，发生在早期发育的表观遗传水平.

2.经验选择:产后行为经历会增强或减弱神经元组之间的突触联系.

3.再入:随着时间的流逝，“神经合唱"中不同程度的放大会促进时空准确性，以响应现实世界中的相互作用.

浦肯野细胞的“中国迷"外观使其具有高度的独特性

Purkinje细胞(是人类大脑中最大，最独特的神经元)以Johannes Purkinje的名字命名.他于1837年首次发现了这些独特的中国扇形神经元及其纤维.浦肯野博士也是第一个识别每个人都有独特指纹的人.他喜欢揭露其他人往往忽略的看似显而易见的事情.

圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔(SantiagoRamóny Cajal)从鸽子小脑中提取的浦肯野细胞(A)和颗粒细胞(B).此插图转载于p.在“运动员的方式:汗水和极乐的生物学"(圣马丁出版社)的第120部分中，标题为"Purkinje细胞:肌肉记忆的关键".

资料来源:圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔，1899年.圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔研究所，西班牙马德里

通过体育运动和最高水平的身体表现，重要的是让运动员认识到Purkinje细胞和小脑在掌握微调的运动技能和内隐的肌肉记忆中所起的关键作用.

舒马赫曼的“思想错位"假说:小脑游戏改变者

从历史上看，大多数专家认为小脑和浦肯野细胞在非运动性脑过程中没有作用.也就是说，对我们的“小脑"和浦肯野细胞的这种过时的误解正在迅速发展.

21世纪越来越多的证据支持杰里米·施马赫曼(Jeremy Schmahmann)的开创性“思想不对称"假说(1998)，该假说假设小脑的特定区域可以通过与其他区域相同的方式来微调和协调我们的思维小脑区域微调并协调肌肉运动.

Schmahmann是哈佛医学院麻省总医院神经病学教授，是共济失调和小脑的有远见的思想领袖.他的MINDlink基金会的座右铭是“将小脑与治疗联系起来".

“舒马赫曼氏综合症"(也称为“小脑认知情感综合症"或CCAS)是指由于小脑损害而导致的执行功能，空间认知，语言和行为的认知领域的缺陷.

Kano等人对Purkinje细胞，颗粒蛋白和神经达尔文主义的最新发现.之所以具有重要意义，是因为研究人员指出了可以在小脑修剪过程中增强或抵消攀登纤维“赢家"和“失败者"的特定分子.

“我们的研究结果提供了对前颗粒蛋白在大脑发育中的作用的新见解，"卡诺说. “我们将继续在发育中的小脑中寻找与突触消除有关的分子，最终，我们希望阐明消除突触的整个信号级联."

Masanobu Kano和他的团队对未来的研究将集中在如何有效地操纵前颗粒蛋白分子上.尽管关于小脑和浦肯野细胞的很多知识仍然是个谜，但卡诺实验室的研究人员乐观地认为，有一天会影响前颗粒蛋白信号传导的干预措施可以帮助治疗多种神经系统疾病和神经精神疾病.