佛罗里达州马克斯普朗克神经科学研究所的研究人员表明，位置关系到脑细胞的基因表达，连接和神经支配区域。

他们的研究发表在神经科学杂志上。

大脑由功能和细胞结构各异的不同区域组成。例如，海马区因参与记忆及其在阿尔茨海默氏病等疾病中的功能障碍而广为人知，而新皮层则参与感知，意识和语言等功能。海马具有单个弯曲的细胞层，而新皮层具有六个堆叠的层。在细胞水平上，尽管它们共享抑制性中间神经元(INs)和兴奋性主要神经元(PNs)的规范类型，但在很大程度上，在不同大脑区域中的单个类型在基因表达，轴突形状，连接性和发展起源。

为了解决这个问题，马克斯·普朗克佛罗里达神经科学研究所(MPFI)的研究组负责人谷口弘树(Hiroki Taniguchi)实验室的研究人员利用了称为吊灯细胞的独特IN类。顾名思义，这些神经元具有独特的枝形吊灯形状。最重要的是，当它们的轴突伸出并连接到相邻细胞时，它们几乎总是在该神经元的同一位置-轴突初始段-到处没有。这些强大的抑制性连接控制数百个相邻的兴奋性PN的输出。这些刻板印象的特征以及海马和新皮层中都存在枝形吊灯细胞的事实，使其成为研究单个典型神经元类型的区域差异的理想模型。

为了使大脑中的不同细胞类型可视化，研究人员经常需要对该细胞的遗传访问-仅在枝形吊灯细胞中表达感兴趣基因的能力，而在邻近神经元中才表达。几年前，谷口开发了一种研究新皮层中的枝形吊灯细胞的方法，但进入海马中的枝形吊灯细胞仍然难以捉摸。谷口实验室的两名博士后研究人员石野裕吾(Yugo Ishino)博士。和迈克尔·雪特曼(Michael Yetman)博士紧随其后，艰苦地筛选分子，直到他们发现一种在海马枝形吊灯细胞中可靠表达的分子-钙黏着蛋白6。幸运的是，已经存在一种小鼠模型，可以使研究小组利用这一基因。表达并用于比较两个细胞群体。

现在，他们有了比较这两个种群的能力，他们发现海马中的枝形吊灯细胞可以使新皮层中轴突的轴突扩展两倍，并且连接的倍数是对应的。此外，海马枝形吊灯细胞在胚胎发育期间比新皮质的​​要早几天出生。最后，研究小组在海马细胞中鉴定出了一种基因钙调蛋白，该基因在新皮层细胞中未表达-暗示了这些细胞也可能表现出不同的功能特性。

科学家们想知道哪些因素决定了这些细胞特征的区域差异。是由细胞生命开始时设定的基因预先确定的特征吗?还是他们“成长”的环境具有更强的影响力?

为了回答自然与养育的问题，研究人员将生长成海马枝形吊灯细胞的细胞移植到新皮层中，然后将生长成新皮层枝形吊灯细胞的细胞移植到海马中。每个人最终都具有其新邻居的特征，这意味着他们长大的环境强烈影响了这些牢房的命运。

Taniguchi解释说，这些结果表明，不同大脑区域中规范神经元类型的精确修饰可能有助于其功能多样化。未来的研究应阐明区域环境控制神经元类型表型变异的分子和细胞机制。