活体人脑组织揭秘：海马区异常未成熟星形胶质细胞损害流体智力

流体智力（Fluid intelligence）是指个体在逻辑推理、解决陌生新颖问题、模式识别以及适应全新环境等方面的核心认知能力，它并不依赖于后天习得的知识储备。然而，这种至关重要的认知功能会随着年龄增长而不可避免地衰退，同时也是额颞叶痴呆、帕金森病和多发性硬化等神经退行性疾病中最先受损的领域之一。长期以来，神经科学界普遍将认知与推理缺陷归咎于神经元死亡和突触功能障碍，而支持性神经胶质细胞在人类活体大脑复杂认知中的具体作用，由于技术手段的限制，始终难以被直接评估。

近日，来自南加州大学凯克医学院（Keck School of Medicine of USC）干细胞生物学系及南加州大学神经修复中心的研究团队在学术期刊 Frontiers in Cellular Neuroscience 上发表了一项突破性研究。他们发现，人类海马区中异常且未成熟的星形胶质细胞（Astroglia）数量增加，与临床评估中的流体智力得分下降呈直接相关性。这一成果提供了罕见且珍贵的活体人类细胞学证据，证明非神经元支持细胞能够直接且主动地调控人类的高级认知能力。

研究人类活体大脑的细胞动力学面临着巨大的技术壁垒：MRI、EEG 等非侵入性神经成像技术缺乏足够的细胞级分辨率，无法分辨不同的胶质细胞表型；而死后捐赠的人脑组织往往存在组织自溶、蛋白降解等问题，且缺乏患者临终前近期的标准化神经认知测试数据。为此，研究团队利用了极其罕见的临床机会——获取了 29 例接受切除手术以治疗耐药性内侧颞叶癫痫（MTLE）患者的活体海马组织。

在进行开颅手术前，所有患者均完成了涵盖逻辑推理、工作记忆、注意力、语言及精细运动技能的系统性神经心理学测试。手术切除海马组织后，研究人员立即在显微镜下对海马特定解剖功能区内的未成熟星形胶质细胞进行了定量表征与精准空间分布分析。星形胶质细胞历来被视作中枢神经系统的“后勤支持者”，主要负责滋养神经元、维持血脑屏障完整性及回收神经递质。

然而，活体组织分析显示，高龄患者脑内滞留了不成比例的、处于发育停滞状态的异常未成熟星形胶质细胞。将细胞定量数据与术前认知测试结果交叉比对后，研究人员发现了清晰的特异性关联：未成熟星形胶质细胞的密度升高，特异性地对应着流体智力评分的下降，而在广泛的其他总体认知维度上并未表现出同等程度的普遍损伤。论文第一作者、南加州大学凯克医学院研究助理教授 Aswathy Ammothumkandy 博士指出，这种异常的未成熟功能状态可能使其无法为海马局部突触可塑性提供正常支持，进而破坏了复杂问题解决过程中所需的动态神经环路同步化机制。

该研究通讯作者、南加州大学神经修复中心副主任 Michael Bonaguidi 博士表示：“衰老是每个人都无法回避的生命过程。这项研究为我们提供了一个全新的细胞靶点，未来有望帮助我们延缓甚至逆转这种随年龄增长而出现的流体推理能力衰退。”目前，该团队正全力筛选能够区分这些异常未成熟星形胶质细胞与健康成熟细胞的特异性分子标志物，希望借此开发靶向小分子药物以促使其完全分化成熟，或选择性清除衰老功能失常的胶质细胞。此外，研究团队还计划探究精准电磁刺激等神经调控手段，尝试通过改善海马神经网络状态来促进星形胶质细胞维持健康生理表型，从而全生命周期地保护人类的流体智力。