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美国脑图计划忽视胶质细胞

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-11-06 14:07  来源:药品资讯网  浏览次数:33

  9月5日,《Nature》杂志发表NIH神经系统发育和可塑性部主任R. Douglas Fields的评论《Neuroscience: Map the other brain》。该文章重点指出,美国的大脑图谱计划可能过分强调神经元的描述,忽视大脑内胶质细胞重要作用,这或许导致该计划最终难以产生预期的效益。

  大脑研究计划的目的是进行人类和实验动物大脑精细图谱和神经连接功能的分析(http://www.chemdrug.com/sell/76/),美国总统奥巴马今年4月宣布该计划后,许多学者对这一计划提出了质疑,因为这一计划比人类基因组计划的复杂程度高许多,作用也具有巨大不确定性。Douglas认为,探索神经网络开发相关研究技术的意义巨大,应该受到重点支持。但简单对神经连接并不能真正解决该计划承诺的问题,这些问题包括理解感知、意识、记忆的机理,以及开发出治疗癫痫、抑郁症和精神分裂症的方法。

   一个非常重要的障碍是该计划没有考虑到除1000亿神经细胞外的更多不直接参与电活动的神经胶质。这些神经胶质分布在神经连接体周围,一般记录神经细胞电活动的手段很难对这些细胞活动进行有效记录。自从18世纪中叶发现这类细胞后,在人类尝试理解神经信号传递的过程中这些细胞的功能被长期忽视。研究发现,胶质细胞可以感受到神经电活动并对神经电活动产生影响,并参与调节学习记忆等各种重要的神经系统功能。在脑损伤和疾病中,胶质细胞甚至具有更核心的作用,例如精神分裂症和老年性痴呆,而过去认为这些疾病只源于神经细胞的功能问题。

  胶质细胞的作用

  胶质细胞(Glia)这个词在奥巴马的脑研究计划公告中没有出现,在2012年和2013年重要期刊上发表的白皮书中也没有踪影。大脑内胶质细胞有三种类型,包括少突胶质细胞、小胶质细胞和星形胶质细胞。这些细胞和神经细胞之间通过化学递质、缝隙连接、离子通道进行离子和小分子的相互传递。

  少突胶质细胞形成神经髓鞘,包围在神经轴突周围,髓鞘绝缘作用可以极大地加快神经电活动传递速度。这对神经功能的正常发挥十分关键。几十年前,人们就认识了小胶质细胞。这是大脑内的免疫细胞,对大脑的感染创伤产生反应,可清除因疾病导致的受伤组织,也可释放一些可促进神经修复的物质。最近动物实验研究发现,小胶质细胞对正常视觉神经突触的发育和功能重建发挥重要作用。星形胶质细胞通过影响细胞外钾离子浓度调节神经电活动传递,也可以对局部血流量、神经递质和神经调质、营养物质传递和细胞间的体积产生调节作用。这些功能都可以影响神经系统的通讯和可塑性。

  许多神经科学家认为,和神经电活动的快速反应不同,胶质细胞的变化相对缓慢,而这种相对缓慢的变化可能正式许多重要神经系统功能如学习记忆等所必须的。少数学者正在开展胶质细胞对经典神经细胞功能的影响的研究。人类大脑和海马发现一些特殊的胶质细胞,一个细胞可以包绕数百万神经突触,也可以对这些突触的功能产生影响。胶质细胞和疾病的关系则十分明确,例如多发性硬化的关键问题就是少突胶质细胞受损,爱滋病病毒可感染星形胶质细胞和小胶质细胞,而不感染神经细胞。曾经认为和胶质细胞无关的疾病如自闭症、运动神经元侧索硬化症、早老性痴呆、慢性疼都和胶质细胞关系十分密切。

 

 
 
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