线虫的睡眠神经元也是一种停止神经元

分子细胞生物学和神经生物化学教授Alexander Gottschalk团队的Wagner Steuer Costa几年前巧妙地发现了睡眠神经元RIS-与其他群体同时发现。为了理解丛中个体神经元的功能，研究人员使用基因工程使它们产生光敏蛋白。利用这些“光开关”，可以使用特定波长的光辐射在透明蠕虫中激活或关闭神经元。“当我们看到当这种神经元被光线刺激时，蠕虫就会冻结，我们感到非常惊讶。这是一项耗时数年研究的开始，”Gottschalk回忆道。

RIS神经元使秀丽隐杆线虫在活跃数分钟或数小时后进入睡眠状态 - 例如在角质层(分泌形式的皮肤)脱落之后，这是动物发育过程中的过程。它也会睡觉，以便在经历细胞压力后恢复。另一方面，神经元用于在运动期间阻止蠕虫 - 例如，如果它想要改变方向或避免危险。然后神经元减慢动物的运动速度，以便有时间决定是否继续爬行。在这种情况下，神经元仅活跃几秒钟。“这种停止神经元最近才被发现。这是蠕虫中的第一种，”Gottschalk解释道。

有趣的是，RIS神经元的轴突显然是分支的，两个分支具有不同的功能，因此RIS不仅减慢运动而且还可以引入向后运动。Gottschalk及其合作伙伴，歌德大学的Ernst Stelzer教授，维尔茨堡大学的Sabine Fischer教授，纳什维尔的美国范德比尔特大学和KU Leuven的研究人员在本期自然通讯杂志上报道了这一情况。

“我们认为具有双重功能的神经元存在于许多简单的生命形式中，例如蠕虫。在进化过程中，它们被分配到大脑中的两个不同系统并进一步发育，”Gottschalk说。这个主题肯定会在蠕虫的其他神经细胞得到更好理解后再次发现。“ 秀丽隐杆线虫的神经系统可以被视为一种进化试验床。如果它在那里起作用，它将再次被使用，并在更复杂的动物中进一步精制。”

RIS的双重功能的发现也是如何通过神经肽和神经调节剂的“无线”网络另外操作永久连接的神经元网络的示例。这使得能够在单个解剖网络上实现多个功能网络，极大地增加了蠕虫大脑的功能，并且非常经济。“不应再说蠕虫神经元很简单。通常，它们可以比哺乳动物神经元更多，”Gottschalk说。