图片说明:用双光子成像在雪貂视觉大脑皮层内观察到的神经元(绿色)和星形胶质细胞(白色)。(图片来源:James Schummers and Hongbo Yu, Laboratory of Mriganka Sur, MIT)
由美国和中国科学家共同完成的一项研究成果表明,大脑神经胶质细胞具有以前所不知道的重要功能,这为深入研究神经胶质细胞打开了一个崭新的领域。
人类大脑由两类细胞组成,一类是神经元,一类是神经胶质细胞。人脑中有1000亿个神经元,它们构成了极其复杂的神经网络,对各种神经信息进行处理,是感觉、运动、学习、记忆、思维、创造等各种大脑功能的承担者。神经胶质细胞的数量是神经元的10倍,但其作用长期以来一直被认为仅限于在神经元之间充当填充物,填满大脑中的剩余空间,同时为神经元提供营养。
但是,麻省理工学院的James Schummers和中国留美学者俞洪波俞洪波博士等科学家组成的研究小组近日在美国《科学》杂志上发表论文,否定了以往对神经胶质细胞的看法。
采用最新的双光子钙成像技术,Schummers和俞洪波等惊奇地发现,星形胶质细胞同样感知着外界刺激,它的反应选择性甚至高于相邻神经元,并具有精度小于10微米的精细组织模式。德国马普研究所的科学家Wolf和Kirchhoff在同期《科学》上发表的专题评论文章说,“单个星形胶质细胞独特的反应模式完全挑战了过去长期的学术观点。”《波士顿环球报》的评论文章说:“在星型胶质细胞被发现100多年后,它们独特的功能终于被发现了。”
更为重要的是,研究人员利用脑光学成像方法,在保留神经元的视觉反应的同时,阻断星形胶质细胞的功能后发现,视觉皮层内局部的诱发血流反应消失,这表明神经元的反应活动是经过星形胶质细胞而引起血流的反应。《科技评论》杂志说,“他们的结果可能解决了一个长期以来没有解决的科学奥秘:为什么当代脑功能成像方法的基础——脑血流,与脑功能密切相关?”Wolf和Kirchhoff 说:“在脑血流动力学成像几十年之后,我们终于可以看到血流反应的媒介细胞了。”《华盛顿邮报》报道称,“星型胶质细胞使得脑功能扫描成像称为可能。”
专家认为,Schummers和俞洪波等人的发现还可能开辟出医学研究的一个新方向。当星形胶质细胞反应异常时,其所导致的血流变化异常很可能会引发一系列的神经疾病。国际《老年痴呆研究论坛》顾问Ben Barres为此发表专文提出“在脑神经退行性疾病的模型中,胶质细胞异常引发的血流变化异常可能是一个新的思路。” (来源:科学网)
(《科学》(
Science),Vol. 320. no. 5883, pp. 1638 - 1643,James Schummers, Hongbo Yu, Mriganka Sur)