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「生物流」为了提高反应速度，大脑不惜“卸磨杀驴”


大脑的反应速度影响社交过程中的个人魅力 。 虽然人们能在短时间内回答一道简单的问题 ， 但你的反应速度是1秒还是2秒 ， 会带来截然不同的效果 。
试想 ， 当有人出了一道脑筋急转弯 ， 第一个给出答案的人往往要比那些反应迟钝的人显得更有魅力 。 同样 ， 迅速反应能力也能让人在竞技游戏中有更出色的表现 。
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神经递质释放的速度
大脑的反应速度 ， 从根本上讲 ， 依赖于神经信号传递的速度 。 在复杂的神经网络中 ， 神经元之间形成突触结构 ， 相互传递信息 。 信息传递的第一步 ， 就是聚集在突触的囊泡与突触前膜融合 ， 释放神经递质 。 因此 ， 大脑的反应速度 ， 首先取决于神经递质的释放速度 。
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突触的结构包括突触前膜、突触间隙、突触后膜 。 当信息传递时 ， 突触前神经元中囊泡与突触前膜融合 ， 释放神经递质到突触间隙中 ， 神经递质结合到突触后膜的受体上发挥作用 ， 从而引起突触后神经元的反应 。
通常 ， 积累在突触前膜的囊泡数目足够多 。 递质释放的限速步骤是 ， 聚集的囊泡与突触前膜依次融合的速度 。 这一过程 ， 其实并不像表面上看起来那么简单 。
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聚集的囊泡与突触前膜依次融合
在突触前膜 ， 并不是所有的位置都可以融合囊泡 ， 释放递质 。 突触前膜的空间可划分为两类 ， 一类是能够和囊泡融合的活动区（active zone） ， 另一类是围绕在活动区周围的活动旁区（periactive zone） 。 虽然有很多囊泡在突触前膜积累 ， 但是 ， 只有少数的囊泡能够直接触碰活动区 ， 释放递质 。
因此 ， 神经元想要快速释放神经递质 ， 就要保证一定时间内 ， 尽可能多的囊泡接触活动区 。 这就要求 ， 囊泡与活动区接触并释放囊泡后 ， 迅速让位给后继的囊泡 。
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大量囊泡（黄色）聚集在突触前膜 ， 直接接触突触活动区的囊泡（蓝色）能够释放神经递质
囊泡释放过程需要复杂的分子机器 ， 一旦释放完成 ， 这些分子机器就需要迅速清理掉 。 否则 ， 会阻挡后续囊泡的结合 ， 从而拖慢递质释放速率 。
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囊泡释放过程的分子机器 ， 主要是拉近囊泡与细胞膜的SNARE复合体 。 简单来说 ， 位于囊泡上的v-SNARE（Synaptobrevin）和位于细胞膜上的t-SNARE（Syntaxin, SNAP25）形成SNARE复合体 。 该复合体像拉链一样 ， 将囊泡拉近质膜 ， 使其与质膜融合 ， 并随后打开融合孔 ， 释放神经递质 。 （详细过程请看：囊泡释放神经递质 ， 原来全靠一种蛋白复合体 。 ）
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一个囊泡释放完毕 ， 参与其中的SNARE复合体必须快速清理掉 。 如此 ， 下一个囊泡才能靠近活动区 。
那么 ， SNARE复合体这头拉磨的驴 ， 在完事后是如何被清理掉的呢？
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“卸磨杀驴”——清除影响递质释放速度的瓶颈
SNARE复合体在行使功能时 ， 称为反式复合体（trans-SNARE complex） 。 反式复合体通过拉链式的变构 ， 能够把囊泡拽到细胞膜上 ， 完成膜融合以及递质释放 。 膜融合之后的SNARE复合体结构变顺式 ， 称为顺式复合体（cis-SNARE complex） 。 顺式复合体没有功能 ， 需要被解装配成零件 ， 以回收再利用 。


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