El cerebro de un individuo alberga aproximadamente 100 mil millones de células nerviosas, conocidas como neuronas, que forman una red neuronal. Estudios previos han demostrado que estas células nerviosas pueden transmitir información utilizando sustancias eléctricas y químicas entre sí a través de sinapsis entre axones y dendritas, lo que permite la memoria y el aprendizaje. Como el tercer modo de transmisión de información utilizado por estas sinapsis, el profesor Haruo Kasai de la Facultad de Medicina de la Universidad de Tokio y otros han descubierto un método de transmisión mecánica que involucra la sensación de aumento y presión de las espinas existentes en las dendritas de las células nerviosas. .
Para identificar la motilidad de las sinapsis, los investigadores desarrollaron un nuevo método de liberación de dos fotones que puede liberar glutamato en un punto tridimensional. Al combinar esto con tecnologías de medición/estimulación óptica, investigaron el efecto de aumentar una única espina en la superficie neuronal. Se encontró que dentro de la sinapsis, la columna empujaba al axón con una fuerza equivalente a la tensión de un músculo de 0,5 kg/cm 2, y el axón sintió la presión y respondió funcionalmente. Esta fuerza podría usarse para leer rápidamente los cambios en la columna vertebral y usarlos para la retención de la memoria a corto plazo. Este resultado es el primero en el mundo que muestra que los nervios periféricos y los nervios centrales tienen funciones de receptores sensoriales en los extremos de los axones. Dado que muchas moléculas relacionadas con los trastornos psiquiátricos se concentran en las espinas y las sinapsis, a medida que avanza la investigación, existen grandes expectativas de nuevos hallazgos que puedan mejorar el diagnóstico y el tratamiento.