好書推薦！《動物行為實驗指南》電子版pdf，網(wǎng)盤發(fā)貨

《動物行為實驗指南》共674頁，涵蓋了常見的實驗動物，如小鼠、大鼠和斑馬魚，詳細(xì)描述了每一種行為測試的實驗設(shè)計、測試設(shè)備、實驗流程、評估指標(biāo)、預(yù)期結(jié)果、常見問題及解決方法、數(shù)據(jù)分析、模型應(yīng)用與局限性等各個方面。它通過快速引導(dǎo)，幫助研究人員高效地掌握實驗的每個階段，減少了查閱文獻和尋找方法的時間，成為各類科研人員的重要參考資料。 《動物行為實驗指南》共計收錄了16種動物行為類型，包括焦慮抑郁、學(xué)習(xí)記憶、痛覺、運動、恐懼、社交、癲癇、操作、成癮、視覺、癢覺、味覺、嗅覺、睡眠、斑馬魚行為以及常見動物模型等內(nèi)容。每一類動物行為下，都詳細(xì)介紹了多個經(jīng)典的實驗范式，涵蓋了超過100種實驗方法。 www.behaviewer.com

γ-氨基丁酸（GABA）是哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的主要抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。GABA能神經(jīng)元類型在神經(jīng)處理和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生機制中發(fā)揮重要作用；然而，對其功能多樣性的全面理解仍然缺乏。

基于此，2025年4月14日，丹麥轉(zhuǎn)化神經(jīng)科學(xué)研究所Keisuke Yonehara研究團隊在nature neuroscience雜志發(fā)表了“Functionally distinct GABAergic amacrine cell types regulate spatiotemporal encoding in the mouse retina”，揭示了功能上不同的GABA能無長突細(xì)胞類型在小鼠視網(wǎng)膜中調(diào)節(jié)時空編碼。

在此研究中，作者利用GABA特異性sensor iGABASnFR2對8至16周齡的雄性和雌性小鼠視網(wǎng)膜內(nèi)叢狀層進行了GABA釋放的雙光子成像。通過對分離的視網(wǎng)膜施加不同的光刺激，揭示了超過40種不同的GABA釋放神經(jīng)元類型。每種類型在內(nèi)叢狀層亞層中表現(xiàn)出特定層次的視覺編碼特性。突觸輸入和輸出位點沿著特定的視網(wǎng)膜方向排列。細(xì)胞類型特異性的空間結(jié)構(gòu)與獨特的釋放動力學(xué)相結(jié)合，使抑制性神經(jīng)元能夠針對廣泛的行為相關(guān)運動結(jié)構(gòu)塑造興奮性信號。研究結(jié)果強調(diào)了GABA能神經(jīng)元在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的功能多樣性及其復(fù)雜特化的關(guān)鍵重要性。

圖一 視網(wǎng)膜內(nèi)層中功能發(fā)散的 GABA 信號

通過玻璃體內(nèi)注射編碼iGABASnFR2的AAV2/9-hSyn1標(biāo)記了無長突細(xì)胞和視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，并對無長突細(xì)胞釋放的細(xì)胞外GABA信號進行了雙光子成像。在光刺激期間，作者在整個內(nèi)叢狀層中對約7,100個ROI的樹突進行了成像。通過使用ChAT-IRES-Cre小鼠品系與ROSA26-STOP-tdTomato小鼠雜交，可以根據(jù)分層深度將內(nèi)叢狀層劃分為九個亞層。作者使用了三種視覺刺激來表征GABA信號的功能特性：調(diào)制光強度的靜態(tài)光點用于表征響應(yīng)極性、動力學(xué)特性以及時間頻率和對比度的調(diào)制；移動光點用于測量方向選擇性和方向偏好；密集噪聲用于估計感受野特性。該刺激方案揭示了內(nèi)視網(wǎng)膜中的GABA信號根據(jù)所成像的亞層顯示出功能上的差異。通過稀疏主成分分析和高斯混合模型分析GABA信號，發(fā)現(xiàn)了49個組別。這些組別根據(jù)其運動響應(yīng)被進一步分配到方向選擇性或方向偏好組，其中14.3%為方向選擇性，20.4%為方向偏好性。然后將這49個組別根據(jù)其對光開啟和光關(guān)閉的響應(yīng)進行分類。總體而言，21個組別被歸類為ON，12個為OFF，16個為ON–OFF。由于其非典型的長響應(yīng)潛伏期，6個ON組別被進一步細(xì)分為延遲ON。為了研究各個組別的生理特性，作者進行了k均值聚類分析，成功地根據(jù)其時間動力學(xué)特性對89.8%的ROI進行了分類。隨后的感受野大小聚類分析揭示了四個類別：小、中小、中大和大。

圖二 小鼠視網(wǎng)膜中存在 44 個不同的功能性 GABA 能神經(jīng)元群體

來自單個神經(jīng)元的不同軸突末梢共享內(nèi)在的生物噪聲模式。作者通過計算單個成像平面中ROIs的噪聲相關(guān)性來驗證。首先，作者確認(rèn)噪聲相關(guān)性能夠?qū)OIs中的活動分配給單個細(xì)胞，通過向ChAT-IRES-Cre小鼠注射編碼floxed iGABASnFR2的AAV，并用Alexa 594染料對單個星爆型無長突細(xì)胞（SAC）進行膜片鉗記錄和染色以可視化其樹突過程。單個細(xì)胞內(nèi)的GABA信號構(gòu)成了一個具有更高噪聲相關(guān)性的組。因此不同信號之間的高內(nèi)在神經(jīng)噪聲相關(guān)性表明ROIs可以被分配給單個細(xì)胞。接下來，作者利用噪聲相關(guān)性將每個視野（FOV）中的ROIs分配到不同的組并評估分配后的ROIs的響應(yīng)特性。分配到同一組的ROIs的感受野高度重疊，這表明這些組裝的ROIs屬于同一個細(xì)胞。代表相同響應(yīng)組的ROIs之間的噪聲相關(guān)性高于不同組的ROIs。具體而言，在相同的組中通常觀察到41個組，這表明ROIs包含≥41種功能不同的細(xì)胞類型，每種類型由單一釋放組表征。在剩下的8個組中，噪聲相關(guān)性分析揭示了三個包含多個響應(yīng)組的組合：G2/G5、G12/G19/G21和G35/G42/G47。由于這些連接并非隨機，而是在相同層中的特定組之間固定存在，它們可能反映了單個細(xì)胞類型的多重輸出特性。盡管多組組合中個別組的響應(yīng)時間動力學(xué)有所不同，但感受野相似。因此，這些數(shù)據(jù)表明，成像的ROIs總共包含44種功能不同的無長突細(xì)胞類型。

圖三 視覺特征編碼于特定的內(nèi)叢狀層（IPLs）

作者接下來繼續(xù)評估觀察到的分子組如何也表達(dá)乙酰膽堿受體（AChRs），因為這些功能組通過特征來編碼視覺信息。由于SACs釋放的乙酰膽堿具有方向選擇性，因此這些表達(dá)AChR的組可能建立了方向選擇性。TTX敏感的方向選擇性信號傾向于與SAC（ChAT層）在同一深度分層，并且在藥理學(xué)阻斷AChRs期間方向選擇性降低。小鼠和靈長類視網(wǎng)膜電子顯微鏡研究發(fā)現(xiàn)了從SAC到寬視野無長突細(xì)胞的突觸連接。綜合來看，這表明了TTX敏感的多軸突寬視野無長突細(xì)胞類型參與了方向選擇性回路。在分析中使用方向選擇性、方向偏好性、運動/閃光偏好性、速度調(diào)節(jié)、對比度響應(yīng)調(diào)制以及時間頻率響應(yīng)調(diào)制作為視覺特征。49個組中的30個子集（61%）編碼所有六個視覺特征。根據(jù)它們的信息得分對這30個組進行排序（估計它們編碼視覺特征的程度）。作者觀察到運動/閃光偏好性和對比度響應(yīng)調(diào)制的冗余編碼（前十位信息組中有70%編碼了一個或兩個特征）。通常，特征編碼在整個組中分布，沒有明顯的偏向，表明多種無長突細(xì)胞類型處理每個視覺特征。然而，將特征敏感性分配給單個亞層揭示了層間的差異。例如，外層（L2和L3）對時間頻率和對比度的變化更敏感。內(nèi)層（L7和L8）中的ROIs富集于顯示運動/閃光和方向選擇性的細(xì)胞。中間層有不同的特征：L4和L6僅具有方向選擇性，而L4和L5專注于速度調(diào)節(jié)。這些結(jié)果強調(diào)了單獨的無長突細(xì)胞在IPL中的不同分布編碼了視覺刺激的具體方面。

總結(jié)

這項發(fā)現(xiàn)不僅強調(diào)了無長突細(xì)胞在處理視覺信息時的功能多樣性，還展示了這些細(xì)胞如何通過其特定的釋放模式和空間分布來影響視覺信號的處理。此外，通過對不同亞層中的特征敏感性的分配揭示了各層之間的差異，進一步說明了這些細(xì)胞在視網(wǎng)膜內(nèi)的復(fù)雜組織和專門化。這些結(jié)果共同為理解中樞神經(jīng)系統(tǒng)中抑制性神經(jīng)元的功能多樣性和特異性提供了重要見解。

文章來源

https://www.nature.com/articles/s41593-025-01932-3