Cell：對大腦靈活性的全新認識
日期：2014-11-10 09:09:26
迄今為止，人們對大腦適應(yīng)性機制的理解還是建立在動物實驗基礎(chǔ)上的。瑞典Karolinska研究所的科學(xué)家們對人類大腦進行了研究，發(fā)現(xiàn)過去的建立的理論并不正確。
少突膠質(zhì)細胞（oligodendrocyte）是大腦的一種支持細胞，它們在神經(jīng)系統(tǒng)的細胞通訊中起到了重要的作用。本期Cell雜志發(fā)表的這項新研究指出，人腦的少突膠質(zhì)細胞比大鼠和小鼠要復(fù)雜得多，為人腦賦予了更高水平的靈活性。
學(xué)習就是腦部神經(jīng)細胞建立新連接的過程，在這一過程中，神經(jīng)細胞和神經(jīng)沖動的傳遞都很重要。髓鞘是包裹神經(jīng)纖維的絕緣層，大量髓鞘能加速神經(jīng)沖動，幫助大腦學(xué)習。在學(xué)習的時候，大腦相應(yīng)區(qū)域的髓鞘產(chǎn)量會大大提升。
髓鞘是少突膠質(zhì)細胞生產(chǎn)的，這種細胞近年來受到了很大的關(guān)注。小鼠和大鼠研究表明，在動物神經(jīng)細胞需要更多髓鞘的時候，就會生成新少突膠質(zhì)細胞替代舊細胞。人們推測，同樣的過程也適用于人類大腦。然而Karolinska研究所的研究團隊發(fā)現(xiàn)，事實并非如此。
在人腦中，少突膠質(zhì)細胞的生產(chǎn)水平是很低的，但髓鞘的量依然可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。換句話說，人腦似乎對這種調(diào)節(jié)早有準備。而小鼠和大鼠要增加髓鞘產(chǎn)量，只能依賴于新少突膠質(zhì)細胞的生成。
Karolinska研究所的團隊對55名死者的大腦進行了研究，死者的年齡范圍在1歲到92 歲之間。他們發(fā)現(xiàn)出生時的少突膠質(zhì)細胞大多還未成熟，不過它們成熟得很快，到五歲的時候絕大多數(shù)少突膠質(zhì)細胞就已成熟。在那之后，這些細胞的更新率就很低了。每年只有1/300的少突膠質(zhì)細胞進行替換，也就是說大多數(shù)少突膠質(zhì)細胞是伴隨我們終身的。
研究人員在這項研究中采用了一種巧妙的方法。冷戰(zhàn)期間的核武器試驗令大氣中的碳14水平劇烈提升，這些同位素在細胞中留下了印記。研究人員通過測定少突膠質(zhì)細胞里的碳14水平，來確定這些細胞的年齡。
“我們意外地發(fā)現(xiàn)，人類少突膠質(zhì)細胞可以調(diào)節(jié)自己的髓鞘產(chǎn)量，不需要小鼠那樣的新舊細胞更替。這種優(yōu)勢能讓我們適應(yīng)和學(xué)習得更快。髓鞘生產(chǎn)與許多神經(jīng)學(xué)疾病有關(guān)，比如MS。現(xiàn)在我們對這一過程有了新的基本認識，”領(lǐng)導(dǎo)這項研究的Jonas Frisén教授說。
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