研究方法與工具

病毒示蹤

病毒示蹤是一種繪製神經元之間連線關係的方法,它讓一種無害的、經過改造的病毒去替我們跑腿。研究者把病毒注入腦中的某一點;病毒在那裡感染神經元,劫持細胞的機器來複製自己,並在此過程中產生一種醒目的標記,例如會發光的螢光蛋白,把每一個被感染的細胞填滿。日後把組織放到顯微鏡下觀察時,彼此相連的神經元便會亮起來——就像在某一個公車站點倒入染料,它會沿著每一條經過這裡的路線擴散開去。

這些病毒的特別之處在於,其中一些能夠跨越突觸——也就是一個神經元把信號傳給下一個神經元時那道極小的縫隙。一種逆著信號流向往回走的病毒,會從某個神經元跳到為它提供輸入的那些細胞上,從而顯示出它的上游來源;另一種順著信號流向往前走的病毒,則沿著信號繼續追向下游的目標,從而顯示出它的輸出去向。病毒就這樣一步一步追蹤出整條夥伴鏈,把一條看不見的迴路變成一幅看得見的地圖。

這些病毒被刻意削弱過,因此既不會擴散成感染,也不會讓動物生病;藉助巧妙的基因手段,還能把它們限制為只跳一步,或只感染某一種選定的細胞類型。正是這種精確,使該方法成為繪製大腦解剖連線——也就是連接組——的主力工具,把相距遙遠的腦區聯繫起來,並確切地查明究竟哪些神經元群與哪些群相互交談。

一個廣為人知的例子是狂犬病病毒,經過改造後它只能往回精確地跳一步——落在某個神經元上,僅點亮那些直接為它提供輸入的細胞。

又稱
viral tracingtranssynaptic tracing病毒示踪法跨突触示踪跨突觸示蹤