大脑细胞如何发送信息？

突触（如图所示）是一个神经细胞的输出线或轴突与下一个神经细胞的接收线或树突之间的间隙。神经细胞通过这些间隙发送化学信息。(图片来源：BSIP / Contributor via Getty Images）

在几分之一秒的时间里，我们就能产生想法、体验感觉并对瞬息万变的世界做出反应。快速爆发的大脑活动赋予了我们这些能力，使我们能够战胜掠食者、写诗，甚至思考我们存在的本质。

但是，脑细胞是如何发送信息的呢？

信息传递过程的第一步是动作电位，即在神经细胞或神经元中触发的电波。大脑、脊髓和身体其他部位的神经元通常以相同的方式发送信息。

每当有什么东西需要引起您的注意时，例如门铃的声音，您感觉器官中的感受器就会激活神经细胞，从而通向大脑。神经元膜上的微小通道打开，使带正电荷的分子或离子渗入细胞。

这些带电粒子沿着细胞膜荡漾，类似于电子穿过电子设备中的电线。这种电信号从细胞膜进入轴突，轴突是一种从细胞体伸出的长尾状结构。轴突与通信链中下一个神经细胞的轴突之间有一个叫做突触的间隙。

当电脉冲到达轴突末端时，神经元会向突触释放称为神经递质的化学物质。这些化学物质穿过缝隙，粘附在下一个神经元上的特定受体上。如果有足够多的受体被激活，接收神经元就会产生自身的动作电位，并将信息传递给网络中的其他神经元。

英国爱丁堡大学神经生理学教授迈克-路德维格（Mike Ludwig）告诉《生活科学》，由于只有通过突触相连的细胞才能通过神经递质进行交流，因此可以把它们看作是 "秘密信息"，在那一刻只有这两个神经元而不是它们周围的神经元才能检测到。

路德维格说，但神经元也可以广播 "公告"。

神经元通过细胞膜释放被称为神经肽的小型蛋白质片段来实现这一功能。动作电位会触发神经肽的释放，但神经肽不会像神经递质那样以纳米级的速度到达下一个神经元，而是在大脑中进行长途旅行。它们在环绕大脑的液体中漂浮，最终与遥远脑区的受体结合。这种交流方式比突触信号传递慢得多，但却影响深远。

"路德维格说："重要的不是信号分子本身，而是其受体的分布，或者说它在大脑中的位置。在动物研究中，当科学家改变某些受体的位置和密度时，动物的行为就会发生改变。这表明，思想和行为不仅依赖于直接相连的神经细胞，还依赖于不同脑细胞对影响深远的神经肽的敏感性。

就拿被称为社交荷尔蒙的神经肽催产素来说吧。草原田鼠（Microtus ochrogaster）交配时会在大脑中释放催产素，促进一夫一妻制关系的形成。当研究人员阻断催产素的受体时，动物对配对的兴趣就会降低。而如果受体过度表达，即数量异常多，雌性动物就会更渴望与自己选择的配偶安定下来。

催产素似乎也能促进人类的浪漫和家庭关系。刚出生的婴儿体内催产素水平较高的母亲比催产素水平较低的母亲对新生儿表现出更强的依恋，恋爱也与催产素激增有关。

同样，另一种神经肽--α-黑素细胞刺激素（α-MSH）似乎也能抑制食欲，刺激实验动物和人的性欲。激活与α-MSH相同受体的药物会抑制一个人的食欲，但会提高性欲，这表明饥饿和性欲是由重叠的大脑回路控制的。

科学家已经发现了 100 多种影响多种行为的人类神经肽。但根据人类基因组中 1000 多种预测的肽，科学家怀疑还有更多的肽有待发现。

神经元通信的短程和远程形式可能会相互影响。新的证据表明，神经肽在突触可塑性中发挥着作用，突触可塑性是指神经元能够根据不同的经历改变它们的发射强度。突触可塑性是学习的基础--例如，每次为考试复习时，存储记忆的突触都会变得更强一些。

神经肽还能影响神经元对神经递质的敏感性，进而影响神经元产生自身动作电位的可能性。看来，大脑的 "公开广播 "可以影响细胞的私人对话。

(责任编辑：泉水)