这些硬核神经学家，改良本科教学用具，顺手发表《Nature Neuroscience》

　　

神经元之间的对话对于所有神经系统活动都至关重要，从呼吸到感知，从思考到跑步。然而，神经元的交流如此之快，而且规模如此之小，以至于很难精确地解释它是如何发生的。在海洋生物实验室（MBL）的神经生物学课程中，通过一个定制的成像系统的初步观察，我们清楚地了解了神经元是如何通过调节信号的“音调”来相互交流的。

约翰霍普金斯大学医学院的Grant F. Kusick和Shigeki Watanabe领导的一项研究报告最近发表在《Nature Neuroscience》上。

2016年，当时在神经生物学课程任教的Watanabe正向学生们介绍关于一个动作电位能使多少突触小泡融合的争论。为了探究这一争议，他们使用了一种由M. Wayne Davis、Watanabe和Erik Jorgensen共同构思的“快速冷冻（zap-and-freeze）”成像技术，该技术由徕卡公司制造，用于神经生物学课程测试。他们用电刺激一个神经元以产生一个动作电位，然后迅速冻结神经元并拍照。他们看到多个小泡同时在许多突触处融合。

回到约翰霍普金斯大学，Kusick和Watanabe决定用zap-and-freeze来完成神经传递过程，在动作电位后每隔3毫秒拍一次图像。就在那时，他们发现了一个更大的问题——神经元如何改变神经传递信号的音调？

在任何特定的时间，只有少数突触小泡处于“对接”的位置，即装载并准备释放神经递质。一个动作电位后，对接小泡的数量立即减少40%，因此在2到3个动作电位后，对接小泡就会耗尽（也就是说，随着诱发更多的动作电位，它们的信号或“声音”会变得越来越弱）。但他们发现，在动作电位出现后的14毫秒内，新的小泡迅速被招募到对接池中，这些小泡能够融合并释放神经递质，这种招募是短暂的，因此神经传递在毫秒尺度上可强可弱的。这是第一次从时间角度对神经沟通进行近距离观察。

Watanabe说：“这意味着我们发现了神经元通过语调进行交流的机制。每一个对接的小泡就像一个单词。几十年来，人们已经知道神经元一次可以说几个词，而且它们还可以改变这些词的音调。问题是怎么做的。我们现在证明，神经元不断地输入更多的单词，只要改变小泡的数量，它们就能提高或降低声音。如果你在问一个问题，你会在一个句子的结尾提高语调——而神经元会通过改变停靠的小泡数量来提高语调。”

文中提到的“zap-and-freeze”电子显微镜技术就像21世纪升级版本的“冷冻砰击器”，后者在MBL神经生物学课堂演示神经元如何通讯的历史可追溯到40多年前。

原文检索：Synaptic vesicles transiently dock to refill release sites

（生物通：伍松）