全脑连接组中支配突触类型的组织原则

神经元在经典观点中被视为具有极性的结构单元，其中树突接收突触输入，轴突提供输出。然而，许多神经元同时包含交错分布的突触前位点和突触后位点，从而使轴突—树突相互作用之外的非经典连接形式成为可能。这样的混合极性如何在整个神经系统范围内塑造连接模式，仍然尚不清楚。 在本研究中，我们利用成年果蝇脑的完整连接组图谱（约14万个神经元和超过8000万个突触），系统描绘了不同神经元区室、细胞类型和脑区中的突触类型分布。我们发现，混合极性在神经元群体中广泛存在，但同时具有高度结构化的特征。在极性神经元之间的突触连接中，约三分之一属于非经典类型，包括轴突—轴突、树突—树突以及树突—轴突相互作用。 值得注意的是，突触类型可以通过一个由形态和连接性导出的简单神经元复杂性轴进行预测。低复杂性神经元在早期视觉回路中占主导地位，它们优先通过树突相互作用；而在中央脑区域富集的、更大且连接更丰富的高复杂性神经元，则优先通过轴突相互作用。混合极性还显著促进了互易连接，而这类连接主要由非经典模体所主导。最后，我们鉴定出位于突触前小体上的突触后终末这一广泛存在的解剖学模体，它与局部互易性和非经典相互作用相关。综上，这些发现揭示了在完整脑尺度上将神经元结构、突触类型与回路连接联系起来的组织原则。

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🏷️ 全脑连接组 果蝇脑 突触类型 混合极性 神经回路 互易连接