活体脑中树突棘的时空动态(2014)

  • 1加利福尼亚大学圣克鲁兹分校,美国加利福尼亚州圣克鲁斯分子,细胞和发育生物学系
  • 2生物科学系和斯坦福大学James H. Clark中心,美国加利福尼亚州斯坦福

迷你评论文章

面前。 Neuroanat。,09 May 2014 | doi:10.3389 / fnana.2014.00028

抽象

树突棘是哺乳动物大脑中大多数兴奋性突触的普遍存在的突触后位点,因此可以作为功能性突触的结构指标。 最近的研究表明,记忆的神经元编码可能与脊柱形成和消除的快速改变有关。 技术进步使研究人员能够研究脊柱动力学 体内 在发育过程中以及在各种生理和病理条件下。 我们相信,更好地了解脊柱动力学的时空模式将有助于阐明依赖经验的电路修改和生物大脑信息处理的原理。

关键词: 树突棘, 体内,双光子成像,经验依赖的可塑性,神经回路,大脑皮层

引言

自一个多世纪前SantiagoRamónyCajal最初的描述以来,树枝状刺已经吸引了几代神经科学家(Ramon y Cajal,1888)。 这些细腻的突起从树突状轴发出,类似于Cajal生动描述的“刺毛刺或短刺”。 它们是哺乳动物脑中绝大多数兴奋性谷氨酸能突触的突触后位点,并且包含突触后信号和可塑性的必要分子成分。 因此,棘及其结构动力学可以作为突触连接及其修饰的指标(西格尔,2005; Tada和Sheng,2006; Harms和Dunaevsky,2007).

大多数关于树突棘的早期研究用光学或电子显微镜检查固定的神经组织(Lund等人,1977; Woolley等人,1990; Harris和Kater,1994; Hering和Sheng,2001; Lippman和Dunaevsky,2005)。 尽管他们提供了有关脊柱形态和分布的基本信息,但这些固定的组织检查仅捕获了脊柱的静态“快照”。 荧光标记技术和多光子显微镜的引入彻底改变了这一领域。 在2002,两个实验室的开创性工作(Grutzendler等,2002; Trachtenberg等,2002)证明了在很长一段时间(即几周)内跟踪活体大脑中相同脊柱的可能性。 原则上,脊柱动力学代表突触动力学。 虽然稳定的脊柱主要代表突触接触,但只有一小部分短暂的棘突代表短暂的突触接触,其余的代表突触发生失败(Trachtenberg等,2002; Knott等人,2006; Cane等,2014)。 从这种延时成像研究中,出现了脊柱的动态图像:在整个动物的生命周期中,脊柱形成,扩大,收缩和缩回。 此外,它们的形态和动态在神经元类型,发育阶段和感知刺激和剥夺,环境丰富和各种学习范例等方面有所不同(Holtmaat和Svoboda,2009; 傅和佐,2011).

本评论侧重于来自的结果 体内 影像学研究。 在描述脊柱动力学特征时,研究人员主要考虑两个方面:脊柱密度的总体变化,以及脊柱形成和消除发生的树突的特定位置。 虽然脊柱密度提供了突触后神经元上兴奋性突触总数的近似估计,但脊柱的位置影响其突触传输的电信号和化学信号对体细胞综合反应的贡献(Nevian等,2007; Spruston,2008)。 了解脊柱动力学如何与不同行为背景下特定神经回路的解剖学和生理学特征相关联,对于阐明大脑中的信息处理和存储机制至关重要。

发展过程中的脊柱动力学

不同神经元群体的脊柱密度差异很大,可能反映了神经元形态和功能的多样性(Nimchinsky等,2002; Ballesteros-Yanez等,2006)。 脊柱形成和消除之间的平衡决定了脊柱密度的变化:沿着树突节段消除的脊柱形成过剩增加了其上的脊柱密度,反之亦然。 在大脑皮质中,树突分支随时间变化大多是稳定的(Trachtenberg等,2002; Mizrahi和Katz,2003; Chow等,2009; Mostany和Portera-Cailliau,2011; Schubert等人,2013),不断形成和消除刺。 脊柱形成和消除的速率随时间而变化,导致脊柱密度的非单调改变(数字 Figure11)。 例如,啮齿动物桶状皮质层中2 / 3锥体神经元的顶端树突上的棘突表现出出生后第7天之间的运动性(刺的伸长和缩短)和周转率(定义为刺的增加和减少的总量)。和24(P7-24; Lendvai等,2000; Cruz-Martin等人,2010)。 然而,脊柱密度在这段时间内不断增加(Cruz-Martin等人,2010)。 在脊柱净增益的初始阶段后,脊柱消除开始超过形成,导致脊柱密度整体降低(Holtmaat等,2005; Zuo等人,2005b; Yang等人,2009)。 在P28和P42之间,17%的脊柱沿着小鼠桶皮层的5锥体神经元的顶端树突被消除,而在同一时间段内仅形成5%的新刺[Zuo等人,2005a, b)。 重要的是,并非所有的刺都同样容易消除:大头的比较薄的更稳定。 由于脊柱头部大小与突触强度相关,这种现象表明更强的突触更稳定(Holtmaat等,2005)。 此外,新形成的脊椎比预先存在的脊椎更容易被消除(Xu等人,2009),青春期前形成的大部分稳定脊柱仍然存在于成人神经回路中(Zuo等人,2005a; Yang等人,2009; Yu等人,2013)。 最后,在成年动物的脊柱形成和消除达到平衡; 脊柱密度在老化开始前大致保持不变(Zuo等人,2005a; Mostany等人,2013).

图1 

脊柱在动物生命的不同阶段重塑。 在出生后早期快速发生脊柱发生,然后在青春期进行逐渐的脊柱修剪。 在成年期,脊柱形成和消除达到平衡,只有一小部分脊柱 ...

脊柱动力学对感觉经验的响应

大脑皮层具有惊人的能力,可以根据经验重新组织其电路。 因此,神经科学家对感觉经验(或缺乏感知经历)如何影响脊柱动力学非常感兴趣。 急性和慢性感觉操作已经显示出对脊柱动力学的深刻影响,但确切的效果取决于操纵范例和持续时间,以及动物的发育阶段。 在出生后早期,感觉输入在脊柱的稳定和成熟中起着指导作用。 在小鼠视觉皮层中,剥夺了出生时的视觉输入,防止了脊柱运动的减少和脊柱形态的成熟(Majewska和Sur,2003; Tropea等,2010)。 PirB受体的遗传缺失模拟了单眼剥夺对脊柱运动的影响(Djurisic等,2013)。 在先前已经受到视觉剥夺的小鼠中,光诱导的脊柱成熟可以通过GABA能系统的药理学活化而部分地模仿,表明抑制性回路在兴奋性突触的成熟中的重要作用(Tropea等,2010)。 后来,感官体验驱动脊柱修剪(定义为脊柱净损失)。 在1月龄小鼠中对4或14天的所有胡须的单侧修剪显着减少了桶状皮质中的脊柱消除,但左侧脊柱形成基本上没有受到干扰(Zuo等人,2005b; Yu等人,2013)。 NMDA受体的药理学阻断模拟了晶须修剪的作用,表明NMDA受体途径参与这种依赖于活动的脊柱消除(Zuo等人,2005b).

虽然完整的胡须修剪可以消除全局的感官输入,但修剪其他所有胡须(“棋盘修剪”)可能会放大相邻桶的活动水平和模式的任何差异,从而引入新颖的感官体验。 这种范例已被证明可以促进脊柱更新并在皮层神经元的亚类中选择性地稳定新形成的脊柱(Trachtenberg等,2002; Holtmaat等,2006)。 新的脊柱优先添加到具有复杂顶端簇的5锥体神经元层上,而不是那些具有简单簇绒的层(Holtmaat等,2006)。 在αCaMKII-T286A缺陷小鼠中,棋盘修剪未能增加保留和剥夺桶之间边界处新的持续性脊柱的稳定性(Wilbrecht等,2010)。 最近,一项优雅的研究结合光遗传学刺激和 体内 成像显示,决定树突棘稳定性的是神经活动的模式,而不是大小。Wyatt等,2012).

与棋盘修剪类似,短暂的单眼剥夺(MD)增加了两只眼睛的输入之间的差异。 因此,类似于棋盘修剪,已经发现MD在小鼠视觉皮层的双眼区中沿着层5锥体神经元的顶端树突簇增加脊柱形成。 然而,在2 / 3层神经元或单眼区中未观察到这种效应(Hofer等,2009),再次表明细胞类型特异性突触重塑。 有趣的是,第二个MD未能进一步增加脊柱形成,但选择性地扩大了初始MD期间形成的脊柱,表明在初始MD期间形成的新棘突具有在第二个MD期间重新激活的功能性突触(Hofer等,2009).

学习期间的脊柱动力学

树突棘的高度动态性质引发了一种流行的观点,即脊柱可以作为学习和记忆的结构基质。 有人提出,新出现的刺(通常是小头)是记忆获取的基础,而稳定的刺(通常是大头)作为记忆存储点(Bourne和Harris,2007)。 确实, 体内 影像学研究表明,在大脑皮质中,脊柱动力学与学习直接相关。 在小鼠运动皮质中,当动物学习新任务时,脊柱形成立即开始。 在这种快速的脊柱发生之后,脊柱密度通过升高的脊柱消除恢复到基线水平(Xu等人,2009; Yu和Zuo,2011)。 在歌鸟中,发现歌曲学习之前较高的基线脊柱周转率与后续歌曲模仿的更大容量相关(Roberts等,2010)。 在小鼠中,初始学习期间获得的脊柱数量与学习获得的运动表现密切相关(Xu等人,2009); 和新刺的存活与运动技能的保留相关(Yang等人,2009)。 此外,不同的运动技能可能由运动皮层中不同的突触亚群编码,因为在预训练的小鼠中学习新的运动任务继续在成人运动皮层中引起强烈的转换(Xu等人,2009)。 最近,还发现糖皮质激素水平影响运动学习引起的脊柱动力学。 在糖皮质激素峰值训练小鼠导致脊柱形成率较高,而训练后糖皮质激素低谷对于稳定训练期间形成的棘刺和长期记忆保留是必要的(Liston等人,2013)。 成瘾,被认为是病理学习(海曼,2005),引起脊柱动力学的类似时间变化,如运动学习所做的那样。 最近的成像研究表明,使用可卡因调节的地方偏好范例,最初的可卡因暴露促进了额叶皮层的脊柱形成,并且新的持续性脊柱的数量与可卡因配对环境的偏好相关(Munoz-Cuevas等,2013)。 更有趣的是,不同皮层区域的脊柱动力学可能在同一任务中发生变化。 例如,将听觉线索与足部冲击相结合的恐惧条件反射模式已经证明在听觉和额叶皮层中具有相反的效果。 在听觉皮层中,发现增加的脊柱形成与配对的恐惧条件相关,而不成对的条件反射与增加的脊柱消除相关(Moczulska等,2013)。 在额叶协会皮质中,发现脊柱消除增加与学习有关,而脊柱形成与恐惧消退有关,并且修复消除了在灭绝期间形成的脊柱(Lai等人,2012)。 总之,这些研究揭示了学习引起的脊柱动力学的时间规则的多样性。 在学习期间是否形成或移除棘刺取决于行为范例以及参与学习过程的特定神经元回路和细胞类型。

值得注意的是,上面讨论的所有示例都涉及非声明性存储器,其不涉及对特定时间,位置和情节体验(即,声明性存储器)的有意识的回忆。 探索 体内 与陈述性记忆相关的脊柱动力学证明更具挑战性。 一方面,海马体,即形成陈述性记忆的关键结构,被埋在皮层下方,超出了标准双光子显微镜的范围。 另一方面,声称存储器存储器被广泛存储在大型新皮层网络中,使得难以进行目标成像。 因此,深部脑成像技术(例如,微内窥镜检查,自适应光学)的进步以及对皮质中记忆分配的更好理解是未来调查陈述性记忆的脊柱动力学的关键。

疾病中的脊柱动力学

已经在各种神经和神经精神疾病中观察到树突棘密度的改变。 每种疾病都有其自身标志性的脊柱动力学异常,这进一步证实了脊柱是正确认知功能的结构基础。 越来越多的人认为,脊柱异常与行为缺乏和认知功能下降有关(详情请见 Fiala等,2002; Penzes等,2011).

在中风模型中,显示严重缺血导致脊柱快速丢失,如果在短时间内进行挽救,则在再灌注后可逆转(20-60 min; Zhang等人,2005)。 中风后,脊柱形成和随后的消除在梗死周围区域增加,但不在远离梗塞或对侧半球的皮层区域(Brown等人,2009; Johnston等,2013)。 这种损伤诱导的可塑性在中风后1周达到顶峰; 从那时起脊柱形成率和消除率稳步下降。 这种现象表明存在一个关键时期,在此期间存活的梗死周围皮质组织最适合进行治疗性干预(Brown等人,2007, 2009)。 在用于慢性疼痛的小鼠模型中,部分坐骨神经结扎增加脊柱形成和消除。 与中风模型类似,脊柱形成速率的升高先于消除,导致脊柱密度的初始增加,随后减少。 河豚毒素阻断可以消除​​这种影响,表明病变后脊柱重塑是活动依赖的(Kim和Nabekura,2011).

在退行性疾病的动物模型中也报道了改变的脊柱动力学。 例如,大脑皮质中β-淀粉样斑块附近的脊柱丢失加速(Tsai等人,2004; Spiers等,2005)。 在亨廷顿氏病的动物模型中,脊柱形成率增加,但新形成的脊柱不能持续并入局部电路,这导致脊柱密度的净减少(Murmu等,2013)。 虽然神经退行性疾病通常与净脊柱损失有关,但神经发育障碍表现出不同的脊柱表型。 在脆性X染色体综合征的小鼠模型中,刺的数量更多,并且在检查成人固定组织时,其中更高百分比看起来不成熟(Comery等人,1997; Irwin等,2000). 体内 研究进一步表明,在这些动物中,各种皮层区域的脊柱翻转增加(Cruz-Martin等人,2010; Pan等人,2010; Padmashri等人,2013),胡须修剪和运动学习都不能进一步改变脊柱动力学(Pan等人,2010; Padmashri等人,2013)。 在过度表达Rett综合征相关基因MECP2的小鼠中,已发现脊柱增益和损失均升高。 然而,新的刺比野生型小鼠更容易消除,导致脊柱净损失(Jiang等人,2013).

对脊柱动力学的胶质贡献

神经系统包括两类细胞:神经元和神经胶质。 胶质细胞最有趣的作用是参与突触功能和动力学。 最近,一些令人兴奋的研究探讨了胶质信号在脊柱成熟和可塑性中的作用。 例如,阻断星形胶质细胞谷氨酸摄取已被证明可加速青少年发育过程中依赖经验的脊柱消除(Yu等人,2013)。 还发现另一种神经胶质细胞小胶质细胞与树突棘紧密接触。 小胶质细胞过程和脊柱接触的运动受到感官经验的积极调节,并参与脊柱消除(Tremblay等,2010)。 此外,小胶质细胞的消耗导致运动学习诱导的脊柱形成的显着减少,并且小胶质细胞中脑源性神经营养因子(BDNF)的选择性去除概括了小胶质细胞消耗的影响(Parkhurst等人,2013).

脊柱动力学的空间表现

刺的结构成像表明,刺的出现和消失既不是均匀的也不是随机的树突,而是发生在空间上选择性的“热点”。在小鼠运动皮质中,新的刺在重复训练中形成同一个运动任务倾向于集群。 此外,在群集中添加第二个新脊柱通常与第一个新脊柱的扩大有关。 相反,在串联执行不同运动任务期间或在运动富集期间形成的棘突不会聚集(Fu等,2012)。 总之,这些观察结果表明,对于第二个新脊柱的聚集出现,需要反复重新激活第一个新脊柱。 在恐惧条件反射范例中观察到类似的脊柱动力学空间选择性:恐惧条件下消除的脊柱通常在恐惧消退期间被其附近的脊柱(2μm内)所取代(Lai等人,2012)。 有趣的是,脊柱动力学也受到抑制性突触动力学的影响。 单眼剥夺显着增加了2 / 3层锥体神经元附近脊柱和附近抑制性突触的协调动态(陈等人,2012)。 这些发现支持聚类可塑性模型,该模型假定聚类突触更可能参与编码与分散在整个树突乔木中的突触相同的信息(Govindarajan等人,2006).

结合 体内 全细胞贴片记录和单脊柱钙成像,最近的一项研究表明,针对不同峰值频率调整的脊柱散布在小鼠听觉皮层锥体神经元的树突中(陈等人,2011)。 这一发现提出了一个有趣的问题:聚类新刺对应于具有相似或不同特征的输入(例如,活动模式,调整属性)? 为了解决这个问题,有必要在树枝状乔木的广阔区域上采样刺,识别脊柱重塑的“热点”,并将脊柱的结构成像与实时功能成像结合起来。 这些实验不仅有助于阐明活动依赖性脊柱重塑的细胞机制,还可以提供神经元信息表示和储存的线索。

未来发展方向

在本文中,我们回顾了最近对活脑中树突棘动态的研究。 尽管这些研究显着提高了我们对脊柱动力学在时间和空间上如何变化的理解,但许多问题仍然存在于各个方面。 例如,是否有分子标记区分稳定的脊柱和新形成的脊柱和脊柱? 是否通过稳态机制维持脊柱的总数,以便树突可以维持突触传递的代谢需求? 新刺的聚类是否反映了具有相同轴突的现有连接强度的变化(同时保持相同的网络拓扑),或者是否表明与附近先前未连接的轴突建立了额外的连接? 值得注意的是,上面讨论的所有作品都集中在突触后一侧,这只是故事的一半。 脊柱分布和动力学的另一个主要决定因素在于突触前侧:突触前轴突的身份和几何以及轴突基因的可用性。 了解这些突触前信息对于解决因脊柱动力学观察而产生的许多问题至关重要。 然而,鉴定成像树突棘的突触前伴侣仍然是技术挑战,因为突触前轴突可能源自过多的来源,并且通常与许多其他轴突过程混合。 此外,关于在轴突bouton和脊柱之间的接触部位发生的结构重塑序列以及这种序列如何与突触的形成和消除相关联还有很多东西需要学习。 在行为操纵的情况下,轴突boutons及其伴侣刺的同时成像将提供丰富的信息来解决这个问题。 回顾性超微结构检查,如电子显微镜(Knott等人,2009)和阵列层析成像(Micheda和Smith,2007; Micheva等人,2010)也可以补充 体内 成像以验证突触的存在,并揭示成像结构的分子指纹。

神经科学的基本问题之一是神经元连接的时间序列和空间选择性重排,以及这些变化如何共同促成经验改变行为。 成像技术的进步,以及电生理学,分子遗传学和光遗传学的发展,将有助于揭示微观层面神经元电路的蓝图,以及大脑中信息编码,整合和存储的机制。

作者的贡献

Chia-Chien Chen取得了这个数字。 Chia-Chien Chen,Ju Lu和Yi Zuo撰写了手稿。

利益冲突声明

作者声明,研究是在没有任何可被解释为潜在利益冲突的商业或金融关系的情况下进行的。

致谢

这项工作得到了国立精神卫生研究所(Yi Zuo)的拨款(R01MH094449)的支持。

参考文献:

  1. Ballesteros-Yanez I.,Benavides-Piccione R.,Elston GN,Yuste R.,Defelipe J.(2006)。 小鼠新皮质树突棘的密度和形态。 神经 138 403-409 10.1016 / j.neuroscience.2005.11.038 [考研[Cross Ref]
  2. Bourne J.,Harris KM(2007)。 细刺是否学会了记得的蘑菇刺? CURR。 奥平。 神经生物学。 17 381-386 10.1016 / j.conb.2007.04.009 [考研[Cross Ref]
  3. Brown CE,Aminoltejari K.,Erb H.,Winship IR,Murphy TH(2009)。 成年小鼠的体内电压敏感染料成像显示,在周围梗塞区和远端部位内具有延长的激活模式的新结构和功能电路可以在几周内更换失去中风的体感图。 J.Neurosci。 29 1719-1734 10.1523 / JNEUROSCI.4249-08.2009 [考研[Cross Ref]
  4. Brown CE,Li P.,Boyd JD,Delaney KR,Murphy TH(2007)。 树突棘的广泛更新和从中风恢复的皮质组织中的血管重塑。 J.Neurosci。 27 4101-4109 10.1523 / JNEUROSCI.4295-06.2007 [考研[Cross Ref]
  5. Cane M.,Maco B.,Knott G.,Holtmaat A.(2014)。 PSD-95聚类与体内脊柱稳定性的关系。 J.Neurosci。 34 2075-2086 10.1523 / JNEUROSCI.3353-13.2014 [考研[Cross Ref]
  6. Chen JL,Villa KL,Cha JW,So PT,Kubota Y.,Nedivi E.(2012)。 成人新皮质中抑制性突触和树突棘的聚集动力学。 神经元 74 361-373 10.1016 / j.neuron.2012.02.030 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  7. Chen X.,Leischner U.,Rochefort NL,Nelken I.,Konnerth A.(2011)。 体内皮质神经元中单个棘的功能映射。 自然 475 501-505 10.1038 / nature10193 [考研[Cross Ref]
  8. Chow DK,Groszer M.,Pribadi M.,Machniki M.,Carmichael ST,Liu X.,et al。 (2009)。 层状和区室性调节成熟皮质中的树突生长。 纳特。 神经科学。 12 116-118 10.1038 / nn.2255 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  9. Comery TA,Harris JB,Willems PJ,Oostra BA,Irwin SA,Weiler IJ,et al。 (1997)。 脆性X基因敲除小鼠中的树突棘异常:成熟和修剪缺陷。 PROC。 国家科。 科学院。 科学。 美国 94 5401-5404 10.1073 / pnas.94.10.5401 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  10. Cruz-Martin A.,Crespo M.,Portera-Cailliau C.(2010)。 脆性X小鼠中树突棘的延迟稳定。 J.Neurosci。 30 7793-7803 10.1523 / JNEUROSCI.0577-10.2010 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  11. Djurisic M.,Vidal GS,Mann M.,Aharon A.,Kim T.,Ferrao Santos A.,et al。 (2013)。 PirB调节皮质可塑性的结构基质。 PROC。 国家科。 科学院。 科学。 美国 110 20771-20776 10.1073 / pnas.1321092110 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  12. Fiala JC,Spacek J.,Harris KM(2002)。 树突状脊柱病变:神经系统疾病的原因或后果? Brain Res。 Brain Res。 启示录 39 29–54 10.1016/S0165-0173(02)00158-3 [考研[Cross Ref]
  13. Fu M.,Yu X.,Lu J.,Zuo Y.(2012)。 重复运动学习诱导体内聚集的树突棘的协调形成。 自然 483 92-95 10.1038 / nature10844 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  14. Fu M.,Zuo Y.(2011)。 经验依赖的皮层结构可塑性。 趋势神经科学。 34 177-187 10.1016 / j.tins.2011.02.001 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  15. Govindarajan A.,Kelleher RJ,Tonegawa S.(2006)。 长期记忆雕刻的聚类可塑性模型。 纳特。 Rev. Neurosci。 7 575-583 10.1038 / nrn1937 [考研[Cross Ref]
  16. Grutzendler J.,Kasthuri N.,Gan WB(2002)。 长期树突棘在成人皮质中的稳定性。 自然 420 812-816 10.1038 / nature01276 [考研[Cross Ref]
  17. Harms KJ,Dunaevsky A.(2007)。 树突棘可塑性:超越发展。 Brain Res。 1184 65-71 10.1016 / j.brainres.2006.02.094 [考研[Cross Ref]
  18. Harris KM,Kater SB(1994)。 树突棘:细胞特化赋予突触功能稳定性和灵活性。 Annu。 Rev. Neurosci。 17 341-371 10.1146 / annurev.ne.17.030194.002013 [考研[Cross Ref]
  19. Hering H.,Sheng M.(2001)。 树突棘:结构,动力学和调节。 纳特。 Rev. Neurosci。 2 880-888 10.1038 / 35104061 [考研[Cross Ref]
  20. Hofer SB,Mrsic-Flogel TD,Bonhoeffer T.,Hubener M.(2009)。 经验在皮层回路中留下持久的结构痕迹。 自然 457 313-317 10.1038 / nature07487 [考研[Cross Ref]
  21. Holtmaat A.,Svoboda K.(2009)。 哺乳动物大脑中依赖经验的结构突触可塑性。 纳特。 Rev. Neurosci。 10 647-658 10.1038 / nrn2699 [考研[Cross Ref]
  22. Holtmaat AJ,Trachtenberg JT,Wilbrecht L.,Shepherd GM,Zhang X.,Knott GW,et al。 (2005)。 体内新皮质中的瞬时和持久性树突棘。 神经元 45 279-291 10.1016 / j.neuron.2005.01.003 [考研[Cross Ref]
  23. Holtmaat A.,Wilbrecht L.,Knott GW,Welker E.,Svoboda K.(2006)。 新皮质中经验依赖性和细胞类型特异性脊柱生长。 自然 441 979-983 10.1038 / nature04783 [考研[Cross Ref]
  24. Hyman SE(2005)。 成瘾:一种学习和记忆的疾病。 上午。 J.精神病学 162 1414-1422 10.1176 / appi.ajp.162.8.1414 [考研[Cross Ref]
  25. Irwin SA,Galvez R.,Greenough WT(2000)。 脆性-X精神发育迟滞综合征的树突棘结构异常。 Cereb。 皮质 10 1038-1044 10.1093 / cercor / 10.10.1038 [考研[Cross Ref]
  26. Jiang M.,Ash RT,Baker SA,Suter B.,Ferguson A.,Park J.,et al。 (2013)。 在MECP2复制综合征的小鼠模型中树突状树枝状和脊柱动力学异常。 J.Neurosci。 33 19518-19533 10.1523 / JNEUROSCI.1745-13.2013 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  27. Johnston DG,Denizet M.,Mostany R.,Portera-Cailliau C.(2013)。 慢性体内成像显示中风后对侧皮质中没有树突可塑性或功能性重新映射的证据。 Cereb。 皮质 23 751-762 10.1093 / cercor / bhs092 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  28. Kim SK,Nabekura J.(2011)。 周围神经损伤后成人躯体感觉皮层的快速突触重塑及其与神经病理性疼痛的关系。 J.Neurosci。 31 5477-5482 10.1523 / JNEUROSCI.0328-11.2011 [考研[Cross Ref]
  29. Knott GW,Holtmaat A.,Trachtenberg JT,Svoboda K.,Welker E.(2009)。 用于制备先前在体内和用于光学和电子显微镜分析的切片制剂中成像的GFP标记的神经元的方案。 国家科。 Protoc。 4 1145-1156 10.1038 / nprot.2009.114 [考研[Cross Ref]
  30. Knott GW,Holtmaat A.,Wilbrecht L.,Welker E.,Svoboda K.(2006)。 脊柱生长先于体内成人新皮质中的突触形成。 纳特。 神经科学。 9 1117-1124 10.1038 / nn1747 [考研[Cross Ref]
  31. Lai CS,Franke TF,Gan WB(2012)。 恐惧条件反射和消退对树突棘重塑的相反影响。 自然 483 87-91 10.1038 / nature10792 [考研[Cross Ref]
  32. Lendvai B.,Stern EA,Chen B.,Svoboda K.(2000)。 在体内发育的大鼠桶皮层中树突棘的经验依赖性可塑性。 自然 404 876-881 10.1038 / 35009107 [考研[Cross Ref]
  33. Lippman J.,Dunaevsky A.(2005)。 树突棘形态发生和可塑性。 J. Neurobiol。 64 47-57 10.1002 / neu.20149 [考研[Cross Ref]
  34. Liston C.,Cichon JM,Jeanneteau F.,Jia Z.,Chao M. V,Gan WB(2013)。 昼夜节律性糖皮质激素振荡促进学习依赖性突触的形成和维持。 纳特。 神经科学。 16 698-705 10.1038 / nn.3387 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  35. Lund JS,Boothe RG,Lund RD(1977)。 猴子视觉皮层(17区)神经元的发育(猕猴nemestrina):从胎儿日127到出生后成熟的高尔基研究。 J. Comp。 神经病学。 176 149-188 10.1002 / cne.901760203 [考研[Cross Ref]
  36. Majewska A.,Sur M.(2003)。 体内视觉皮层中树突棘的运动性:关键时期的变化和视觉剥夺的影响。 PROC。 国家科。 科学院。 科学。 美国 100 16024-16029 10.1073 / pnas.2636949100 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  37. Micheva KD,Busse B.,Weiler NC,O'Rourke N.,Smith SJ(2010)。 不同突触群体的单突触分析:蛋白质组学成像方法和标记物。 神经元 68 639-653 10.1016 / j.neuron.2010.09.024 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  38. Micheva KD,Smith SJ(2007)。 阵列断层扫描:用于成像神经回路的分子结构和超微结构的新工具。 神经元 55 25-36 10.1016 / j.neuron.2007.06.014 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  39. Mizrahi A.,Katz LC(2003)。 成人嗅球的树突稳定性。 纳特。 神经科学。 6 1201-1207 10.1038 / nn1133 [考研[Cross Ref]
  40. Moczulska KE,Tinter-Thiede J.,Peter M.,Ushakova L.,Wernle T.,Bathellier B.,et al。 (2013)。 记忆形成和记忆回忆期间小鼠听觉皮层树突棘的动态变化。 PROC。 国家科。 科学院。 科学。 美国 110 18315-18320 10.1073 / pnas.1312508110 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  41. Mostany R.,Anstey JE,Crump KL,Maco B.,Knott G.,Portera-Cailliau C.(2013)。 在正常脑老化期间改变突触动力学。 J.Neurosci。 33 4094-4104 10.1523 / JNEUROSCI.4825-12.2013 [考研[Cross Ref]
  42. Mostany R.,Portera-Cailliau C.(2011)。 周围梗死皮质中缺乏5锥体神经元的大规模树突可塑性。 J.Neurosci。 31 1734-1738 10.1523 / JNEUROSCI.4386-10.2011 [考研[Cross Ref]
  43. Munoz-Cuevas FJ,Athilingam J.,Piscopo D.,Wilbrecht L.(2013)。 可卡因诱导的额叶皮层结构可塑性与条件性位置偏好相关。 纳特。 神经科学。 16 1367-1369 10.1038 / nn.3498 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  44. Murmu RP,Li W.,Holtmaat A.,Li JY(2013)。 树突棘的不稳定性导致亨廷顿舞蹈病小鼠模型中的进行性新皮质脊柱丢失。 J.Neurosci。 33 12997-13009 10.1523 / JNEUROSCI.5284-12.2013 [考研[Cross Ref]
  45. Nevian T.,Larkum ME,Polsky A.,Schiller J.(2007)。 层5锥体神经元的基底树突的性质:直接膜片钳记录研究。 纳特。 神经科学。 10 206-214 10.1038 / nn1826 [考研[Cross Ref]
  46. Nimchinsky EA,Sabatini BL,Svoboda K.(2002)。 树突棘的结构和功能。 Annu。 Rev. Physiol。 64 313-353 10.1146 / annurev.physiol.64.081501.160008 [考研[Cross Ref]
  47. Padmashri R.,Reiner BC,Suresh A.,Spartz E.,Dunaevsky A.(2013)。 在脆性x综合征的小鼠模型中改变结构和功能突触可塑性与运动技能学习。 J.Neurosci。 33 19715-19723 10.1523 / JNEUROSCI.2514-13.2013 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  48. Pan F.,Aldridge GM,Greenough WT,Gan WB(2010)。 在脆性X综合征的小鼠模型中,树突棘不稳定性和通过感觉经验对调节的不敏感性。 PROC。 国家科。 科学院。 科学。 美国 107 17768-17773 10.1073 / pnas.1012496107 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  49. Parkhurst CN,Yang G.,Ninan I.,Savas JN,Yates JR,III,Lafaille JJ,et al。 (2013)。 小胶质细胞通过脑源性神经营养因子促进学习依赖性突触形成。 细胞 155 1596-1609 10.1016 / j.cell.2013.11.030 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  50. Penzes P.,Cahill ME,Jones KA,Vanleeuwen JE,Woolfrey KM(2011)。 神经精神疾病中的树突棘病理学。 纳特。 神经科学。 14 285-293 10.1038 / nn.2741 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  51. Ramon y Cajal S.(1888)。 Estructura de los centros nerviosos de las aves Rev. 修剪。 Histol。 规范。 拍。 1 1-10
  52. Roberts TF,Tschida KA,Klein ME,Mooney R.(2010)。 在行为学习开始时快速脊柱稳定和突触增强。 自然 463 948-952 10.1038 / nature08759 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  53. Schubert V.,Lebrecht D.,Holtmaat A.(2013)。 外周传入驱动的功能性体感图谱移位与局部而非大规模的树枝状结构可塑性相关。 J.Neurosci。 33 9474-9487 10.1523 / JNEUROSCI.1032-13.2013 [考研[Cross Ref]
  54. Segal M.(2005)。 树突棘和长期可塑性。 纳特。 Rev. Neurosci。 6 277-284 10.1038 / nrn1649 [考研[Cross Ref]
  55. Spiers TL,Meyer-Luehmann M.,Stern EA,Mclean PJ,Skoch J.,Nguyen PT,et al。 (2005)。 通过基因转移和活体多光子显微镜证实淀粉样蛋白前体蛋白转基因小鼠中的树突棘异常。 J.Neurosci。 25 7278-7287 10.1523 / JNEUROSCI.1879-05.2005 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  56. Spruston N.(2008)。 锥体神经元:树突结构和突触整合。 纳特。 Rev. Neurosci。 9 206-221 10.1038 / nrn2286 [考研[Cross Ref]
  57. Tada T.,Sheng M.(2006)。 树突棘形态发生的分子机制。 CURR。 奥平。 神经生物学 16 95-101 10.1016 / j.conb.2005.12.001 [考研[Cross Ref]
  58. Trachtenberg JT,Chen BE,Knott GW,Feng G.,Sanes JR,Welker E.,et al。 (2002)。 成人皮质中依赖经验的突触可塑性的长期体内成像。 自然 420 788-794 10.1038 / nature01273 [考研[Cross Ref]
  59. Tremblay ME,Lowery RL,Majewska AK(2010)。 通过视觉经验调节小神经胶质与突触的相互作用。 PLoS Biol。 8:e1000527 10.1371 / journal.pbio.1000527 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  60. Tropea D.,Majewska AK,Garcia R.,Sur M.(2010)。 体内突触的结构动力学与视觉皮层中依赖经验的可塑性期间的功能变化相关。 J.Neurosci。 30 11086-11095 10.1523 / JNEUROSCI.1661-10.2010 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  61. Tsai J.,Grutzendler J.,Duff K.,Gan WB(2004)。 纤维状淀粉样蛋白沉积导致局部突触异常和神经元分支的破坏。 纳特。 神经科学。 7 1181-1183 10.1038 / nn1335 [考研[Cross Ref]
  62. Wilbrecht L.,Holtmaat A.,Wright N.,Fox K.,Svoboda K.(2010)。 结构可塑性是皮质回路经验依赖的功能可塑性的基础。 J.Neurosci。 30 4927-4932 10.1523 / JNEUROSCI.6403-09.2010 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  63. Woolley CS,Gould E.,Frankfurt M.,Mcewen BS(1990)。 成体海马锥体神经元上树突棘密度的自然波动。 J.Neurosci。 10 4035-4039 [考研]
  64. Wyatt RM,Tring E.,Trachtenberg JT(2012)。 模式而不是神经活动的大小决定了清醒小鼠中的树突棘稳定性。 纳特。 神经科学。 15 949-951 10.1038 / nn.3134 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  65. Xu T.,Yu X.,Perlik AJ,Tobin WF,Zweig JA,Tennant K.,et al。 (2009)。 快速形成和选择性稳定突触的持久运动记忆。 自然 462 915-919 10.1038 / nature08389 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  66. Yang G.,Pan F.,Gan WB(2009)。 稳定维持的树突棘与终生记忆有关。 自然 462 920-924 10.1038 / nature08577 [考研[Cross Ref]
  67. Yu X.,Wang G.,Gilmore A.,Yee AX,Li X.,Xu T.,et al。 (2013)。 在ephrin-A2基因敲除小鼠中加速经验依赖的皮质突触修剪。 神经元 80 64-71 10.1016 / j.neuron.2013.07.014 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  68. Yu X.,Zuo Y.(2011)。 运动皮层的脊柱可塑性。 CURR。 奥平。 神经生物学。 21 169-174 10.1016 / j.conb.2010.07.010 [PMC免费文章[考研[Cross Ref]
  69. Zhang S.,Boyd J.,Delaney K.,Murphy TH(2005)。 由缺血程度门控的体内树突棘结构的快速可逆变化。 J.Neurosci。 25 5333-5338 10.1523 / JNEUROSCI.1085-05.2005 [考研[Cross Ref]
  70. Zuo Y.,Lin A.,Chang P.,Gan WB(2005a)。 在大脑皮质的不同区域发展长期树突棘稳定性。 神经元 46 181-189 10.1016 / j.neuron.2005.04.001 [考研[Cross Ref]
  71. Zuo Y.,Yang G.,Kwon E.,Gan WB(2005b)。 长期感觉剥夺可防止原发性躯体感觉皮层中的树突棘损失。 自然 436 261-265 10.1038 / nature03715 [考研[Cross Ref]