长期以来，研究人员一直在寻求测量脑细胞中谷氨酸的活性和数量的能力。谷氨酸是大脑中主要的兴奋性神经递质。尽管谷氨酸含量丰富，并对许多重要功能产生影响，但我们对它的了解远不及血清素和多巴胺等其他神经递质，因为到目前为止，谷氨酸还难以足够快地测量出来。

因此，关于谷氨酸的新发现非常重要，可以帮助我们提高对神经和精神疾病和状况的病理基础的理解。谷氨酸与这些疾病之间的关系，以及我们的记忆力、食欲等，只是研究人员新发现的技术可以帮助回答的一些问题。

“当我们开始的时候，每个人都说‘这行不通’。但我们没有屈服。现在，我们有了一个很好的例子，说明多学科基础科学如何产生重大突破，并带来真正的好处，”查尔默斯大学化学副教授、该研究小组的负责人Ann-Sofie Cans说。

关键是要做与之前尝试相反的事情。他们没有使用由厚层制成的生物传感器，而是使用了生物识别所需的超薄层酶。研究人员使放置在纳米结构传感器表面的酶只有一个分子厚。这使得传感器技术比以前的尝试快一千倍。

因此，这项技术足够快，可以测量单个突触囊泡(一种向两个神经细胞之间的突触释放神经递质的小液体容器)释放谷氨酸。这个过程发生的时间不到千分之一秒。

Ann-Sofie Cans说:“当我们看到改进传感器技术在时间而不是注意力方面的好处时，我们就让它起作用了。”

这项研究分两步进行。首先，突破是能够测量谷氨酸。这项研究于2019年早春发表在科学杂志上化学神经科学。在第二部分中，Ann-Sofie Cans和她的研究小组进行了进一步的重要调整和突破性的发现。

“一旦我们制造出传感器，我们就可以进一步完善它。现在，在这项技术的帮助下，我们还开发了一种量化这些少量谷氨酸的新方法，”她解释说。

一路上，这群人遇到了许多有趣的意外。例如，突触囊泡中谷氨酸的数量已被发现比以前认为的要大得多。它的数量与血清素和多巴胺相当，这一发现令人兴奋。

“我们的研究改变了目前对谷氨酸的理解。例如，与血清素和多巴胺等其他神经递质相比，谷氨酸在突触囊泡中的运输和储存似乎并没有我们想象的那么不同，”Ann-Sofie Cans说。

研究人员还表明，神经细胞通过调节单个突触囊泡释放的谷氨酸的数量来控制其化学信号的强度。

研究人员现在可以测量和量化这种神经递质，这一事实可以为神经科学许多重要领域的药理学研究提供新的工具。

“这种超快速谷氨酸传感器提供的测量水平为真正了解谷氨酸在健康和疾病中的功能开辟了无数可能性。哥德堡大学神经科学和生理学副教授Karolina Patrycja Skibicka说:“我们对大脑功能和功能障碍的了解受到我们现有实验工具的限制，而这种新的超高速工具将使我们能够在以前无法达到的水平上检查神经元通信。”

“新的发现是，以谷氨酸为基础的交流是由突触囊泡释放的谷氨酸的数量来调节的，这就引出了一个问题，即这种调节在被认为与谷氨酸有关的脑部疾病中发生了什么，比如癫痫。”

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谷氨酸或谷氨酸存在于食物中的蛋白质中。它天然存在于肉类、几乎所有蔬菜、小麦和大豆中。它也被用作食品添加剂，以增强风味，例如以味精或味精的形式。

谷氨酸是一种氨基酸，是我们身体的重要组成部分。它也是神经细胞用来交流的一种神经递质，也是大脑一些基本功能(如认知、记忆和学习)的基础。它对免疫系统、胃肠道的功能以及防止微生物进入人体也很重要。

资料来源:瑞典食品署和查尔姆斯理工大学