德国波恩大学的科学家近日发表了一项颠覆性研究,指出人脑中神经元之间的信息传递并不仅仅依赖于经典的突触结构。传统理论认为,神经递质仅在突触前膜释放,通过突触间隙作用于突触后膜,从而实现信号传递。然而,该团队发现,神经元可能沿着整条轴突释放神经递质,以“非突触”或“体积传递”的方式激活周围细胞,这一机制在调节远距离神经元群体活动时尤为关键。
这种非突触释放现象在单胺类(如多巴胺、5-羟色胺)神经元中早有报道,但波恩大学的研究首次在哺乳动物大脑皮层的兴奋性神经元中观察到类似机制,表明它可能是一种普遍存在的信号传递模式。研究团队利用高灵敏度荧光成像和电生理记录技术,证实了神经元轴突上存在大量的囊泡释放位点,这些位点并非与突触后结构配对,而是将神经递质释放到细胞外间隙,通过扩散激活周围数百微米内的多个神经元。
该成果的重大意义在于,它可能推翻关于大脑工作的一些基本理念:过去认为神经信息传递是高度定向和线性的,新发现揭示了一种更广泛、更灵活的并行处理模式。这为新药研发开辟了新路径——例如,针对精神分裂症或帕金森病的药物,可以设计为调节非突触释放位点的递质水平,而非仅锁定突触前受体。相关论文已于近日在线发表于《自然—神经科学》(Nature Neuroscience),并将正式刊出。