咳咳…不请自来。
先吐个槽,知乎上神经生物学相关问题分类不清晰,比如这个问题分类有心理学和认知科学等,其实并没有什么关系。之前收到一些心理学范畴问题的邀请,而我并不懂,所以没有回答。实际上这是一个经典的神经细胞生物学问题,倒与我的研究有几分关系。
再吐个槽,楼上Shuang Song的答案里有一些不大准确的地方。比如一眼看到最后一张图,是小脑浦肯野细胞,并不是大脑皮质。皮层的神经细胞是这样的:
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thesis1或可以被染色成这样:
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https://www. pinterest.com/pin/10513 0972521967697/或这样:
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Index of /~av8/vandongen_lab/research/Systems Biology最近在做小脑相关实验,比较敏感。所以本打算睡觉去的我,撸撸袖子上来强答。TA的回答中还有些问题,比如中枢外周轴突长短复杂程度等等,不一一更正了。小脑浦肯野神经元长这个样子的:
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https://www. psychologytoday.com/blo g/the-athletes-way/201411/autism-purkinje-cells-and-the-cerebellum-are-intertwined好,吐槽一圈之后,我要开始答题啦!
首先,神经细胞之间的连接结构叫突触(synapse),包括化学突触和电突触(又叫缝隙连接,gap junction)。前者由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成,是神经系统中负责神经细胞间通讯的主要形式,后者数量较少。
化学突触
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Drug Addiction电突触
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http://allpix.club/pages/g/gap-junction-neuron/其次,树突传入、轴突传出只是一个粗糙的概念,并不十分精确。对于化学突触传递来讲,并没有限定突触前膜和后膜的位置。换句话说,胞体上能不能有突触前膜结构?能不能有突触后膜结构?当然可以!所以我当年看到的教科书在讲这个问题的时候至少列出了五中连接可能。
突触连接种类
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https://en.wikipedia.org/wiki/Synapse其实近年来有新的发现,比如我一个师兄就研究了某种双重嵌套突触的功能。
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http://www.nature.com/ncomms/2014/140521/ncomms4925/fig_tab/ncomms4925_F1.html电突触更不用说了,不仅位置超越轴突树突限制,连信号方向都很随意了。
第三,因为神经系统的信号传导在细胞间大都由神经递质的突出传递完成,所以大多信号的传达其实是依赖于受体的。打个比方,受体就像天线,有它就可以接收信号。而受体不但可以出现在胞体,还可以出现在突触前膜,比如各种自抑制受体(eg. Dopamine receptor 2)。那么轴突末梢的突触前膜上的自抑制受体传回的信号对冲动传导的调节算不算呢?当然算!
以谷氨酸为例。
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Figure 4 : Presynaptic glutamate receptors: physiological functions and mechanisms of action : Nature Reviews Neuroscience你问为什么不上个D2 receptor的图?太丑了…没找到好看的……
上图提示我们,不光受体,还有许多离子通道参与神经活动的调节。即便在轴突上也是如此:
有髓神经纤维郎飞结
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http://www. nature.com/nm/journal/v 18/n12/full/nm.3021.html?message-global=remove&WT.ec_id=NM-201212最后,退一步想,假设题主对神经系统信号传导方式的理解没问题的话,能不能得到“百川归海”的答案呢?似乎不能!因为假设一个树突承接一个轴突的信号,如题主所述,必然会浪费树突啊!假设树突可以以多对一或少的轴突,也不会得到题主所想像的“倒杨辉三角”的样子。而实际上,如楼上答案及上图所示,轴突也可以分叉。轴突上所形成的突触就更多了。而这千千万万的突触结构,正是大脑复杂功能的基石。
这个图就是拿来炫酷的~这个酷炫的,我给100分~~~
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The Secret to the Brain’s Memory Capacity May Be Synapse Size