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导语：一个多世纪以来，神经元一直被认为是大脑中长距离通信的唯一建筑师。然而，一项新研究表明，被称为星形胶质细胞的星形支持细胞构建了自己复杂、有组织且范围广阔的网络。使用定制的追踪工具，研究人员绘制了连接遥远脑区的活性星形胶质细胞“网络”，有时甚至连接了那些神经元都未连接的区域。这一发现为我们理解大脑如何保持连接、如何发育以及如何应对疾病增加了一个全新的层面。该研究发表于《自然》。

研究背景：超越神经元的通信

传统观点

• 大脑被描述为神经元的网络，通过发送信号传递信息。

• 星形胶质细胞：被视为“支持细胞”，运送营养、清除废物。

本研究挑战

• 星形胶质细胞可能也运行着自己广泛分布的信号通路。

• 这为大脑区域如何保持连接增加了另一层。

核心发现：星形胶质细胞构建长程通信网络

方法

• 定制追踪工具：使用无害病毒将“网络示踪剂”递送至选定脑区的星形胶质细胞。

• 原理：示踪剂标记小分子，当它们通过缝隙连接（连接一个星形胶质细胞与另一个）时被标记。

• 成像：使小鼠大脑透明化，使用专用显微镜捕获每个被标记星形胶质细胞的3D图像。

• 规模：数百只小鼠，绘制跨脑区的星形胶质细胞网络。

关键结果

缝隙连接的必要性

• 基因工程去除缝隙连接的小鼠：通信网络大部分消失。

• 证明这些通路是活性的，依赖于这些物理桥梁。

网络是可塑的：受经验驱动

实验

• 修剪小鼠一侧胡须（改变感觉输入）。

• 观察处理胡须触觉区域的星形胶质细胞通路。

结果

• 通路缩小并重新连接到不同的星形胶质细胞伙伴。

• 表明星形胶质细胞网络在成年大脑中经历结构重组。

“星形胶质细胞网络在感觉信号丧失后收缩和重新路由的事实表明，它们可能被经验所塑造。这也提出了可能性：我们每个人可能都有一种独特的连接模式，由我们大脑所学习和经历的东西塑造。”

意义与展望

这项研究揭示了星形胶质细胞在大脑中构建了独立于神经元的长程通信网络，且这些网络具有可塑性。未来研究可能探索这些网络在神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）或精神疾病中的作用，为治疗提供新靶点。