美國時間23日，聖猶達兒童研究醫院(St. Jude Children's Research Hospital)科學家，建構出運動神經元與大腦連結的3D圖譜，將大腦區域中V1中間神經元(interneurons)視覺化，並公開程式碼讓所有研究人員更加了解大腦之謎。該研究發表於《Neuron》。
 
過去一直知道運動動作控制是分散在多個大腦區域的神經網絡協調之後的結果，最後會透過下行路徑(Descending tracts)脊髓輸出，目前大腦不同區域是如何與脊髓中的特定神經元精準連接一直是盲點，且中間神經元有數百種不同混合的品種，包含感覺(sensory)神經元及運動(motor)神經元，十分難研究。
 
為了剖析連接大腦和脊髓的神經迴路，研究人員使用基因改造的狂犬病病毒，該病毒表面缺乏一種關鍵的醣蛋白(glycoprotein)，可抑制病毒在神經元之間傳播能力，讓病毒滯留在原地。
 
研究人員將關鍵醣蛋白重新引入特定的中間神經元群體中，讓病毒可以跨越突觸間跳躍，並在上面用螢光標記病毒，來追蹤病毒最終去向，找出大腦哪些區域與特定中間神經元相連。
 
研究人員解釋，中間神經元是連結脊椎神經和大腦內的神經元，神經細胞介於感覺和運動神經元細胞之間，是神經衝動傳入和傳出的「中間人」。
 
研究人員將這方法用來追蹤名為V1的中間神經元，先前研究指出，V1中間神經元參與塑造運動神經元的活性以及在運動訊號的輸出，因此能準確追蹤V1中間神經元是如何接收多個訊號來源，並傳輸到大腦。
 
研究人員運用連續雙光子斷層掃描(serial two-photon tomography)來視覺化V1中間神經元，製作數百微米(μ)厚的切片，並產生具有螢光標記的3D立體圖。
 
該圖譜可以讓研究人員連接不同大腦結構與脊髓之間的相互作用，並對中間神經元的網絡做出準確預測。
 
確定大腦中的結構如何與脊髓連接，可使研究人員進一步研究控制運動的神經迴路，並把圖譜公開讓所有研究人員能免費存取資料。
 
參考資料：https://www.sciencedaily.com/releases/2024/12/241223134402.htm
論文：A brain-wide map of descending inputs onto spinal V1 interneurons

(編譯/李林璦)