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大脑神经轴突也能加工信号:颠覆传统认知的新发现

2007-08-21 06:20 梅进 科学网 阅读 0
核心摘要: 美国加州大学欧文分校研究发现,大脑神经轴突不仅能传递信号,还能在烟碱刺激下加强或减弱信号强度,颠覆了传统认知。该发现揭示了轴突作为信号加工位点的新功能,为精神分裂症等精神疾病的治疗提供了新思路。相关论文发表于《自然—神经学》。

长期以来,科学家普遍认为大脑神经轴突(axon)仅负责在脑细胞之间传递信号,类似于电线传输电信号。然而,美国加州大学欧文分校的一项最新研究颠覆了这一传统观点:神经轴突在适当刺激下不仅能传递信号,还能主动加强或减弱信号强度。这一发现为理解大脑信息处理机制提供了全新视角,并可能为精神分裂症等精神疾病的治疗带来突破。相关论文于8月19日在线发表于《自然—神经学》(Nature Neuroscience)上。

该研究由加州大学欧文分校听觉研究中心的神经生物学副教授Raju Metherate领导。最初,研究团队试图确定烟碱(nicotine)如何改变大脑池体(cell body)中的信息处理过程,但一系列实验失败后,他们将焦点转向了神经轴突。研究人员检测了小鼠大脑中与听觉相关的区域,该区域的脑细胞通过神经轴突与大脑皮层相连。他们用烟碱刺激神经轴突,观察其对信号在脑细胞和大脑皮层之间传递的影响。结果令人惊讶:不使用烟碱时,脑细胞发出的信号约35%到达大脑皮层;而使用烟碱后,这一比例提升至约70%。这表明神经轴突在信号调控中扮演了关键角色。

Metherate表示:“过去我们认为神经轴突就像广播电线一样,仅用于传输信号。但现在发现,如果你刺激神经轴突,信号就会发生改变,就像广播调频一样。”他认为,烟碱可能通过激活神经轴突上的特定蛋白(如烟碱型乙酰胆碱受体)来调节信号强度。这一发现揭示了一种全新的大脑工作方式:信号加工不仅发生在池体,也发生在轴突水平。

这项研究具有重要的临床意义。精神分裂症等精神疾病常被认为与大脑不同区域间的信息交流紊乱有关。理解神经轴突如何调控信号传递,可能为开发针对这些疾病的新型治疗手段提供靶点。例如,通过调节轴突上的受体活性,有望恢复异常的信号传递,从而改善症状。

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