由美国和中国科学家共同完成的一项研究成果表明,大脑神经胶质细胞具有以前所不知道的重要功能,这为深入研究神经胶质细胞打开了一个崭新的领域。
人类大脑由两类细胞组成,一类是神经元,另一类是神经胶质细胞。人脑中有约1000亿个神经元,它们构成了极其复杂的神经网络,负责处理各种神经信息,是感觉、运动、学习、记忆、思维和创造等大脑功能的承担者。神经胶质细胞的数量是神经元的10倍,但其作用长期以来仅被认为是在神经元之间充当填充物,填满大脑中的剩余空间,并为神经元提供营养。
然而,麻省理工学院的James Schummers和中国留美学者俞洪波博士等科学家组成的研究小组,在《科学》(Science)杂志上发表论文,否定了以往对神经胶质细胞的看法。采用最新的双光子钙成像技术,研究团队惊奇地发现,星形胶质细胞同样感知外界刺激,其反应选择性甚至高于相邻神经元,并具有精度小于10微米的精细组织模式。
德国马普研究所的科学家Wolf和Kirchhoff在同期《科学》上发表的专题评论文章中指出:“单个星形胶质细胞独特的反应模式完全挑战了过去长期的学术观点。”《波士顿环球报》的评论文章则表示:“在星型胶质细胞被发现100多年后,它们独特的功能终于被发现了。”
更为重要的是,研究人员利用脑光学成像方法,在保留神经元视觉反应的同时,阻断星形胶质细胞的功能后发现,视觉皮层内局部的诱发血流反应消失,这表明神经元的反应活动是通过星形胶质细胞引起血流反应的。《科技评论》杂志评论道:“这一发现可能解决了一个长期未解的科学谜题:为什么当代脑功能成像方法的基础——脑血流,与脑功能密切相关?”Wolf和Kirchhoff进一步指出:“在脑血流动力学成像几十年之后,我们终于可以看到血流反应的媒介细胞了。”《华盛顿邮报》报道称:“星型胶质细胞使得脑功能扫描成像成为可能。”
专家认为,这一发现还可能开辟出医学研究的新方向。当星形胶质细胞反应异常时,其导致的血流变化异常很可能会引发一系列神经疾病。国际《老年痴呆研究论坛》顾问Ben Barres为此发表专文提出:“在脑神经退行性疾病的模型中,胶质细胞异常引发的血流变化异常可能是一个新的思路。”
(《科学》(Science),Vol. 320, no. 5883, pp. 1638 - 1643,James Schummers, Hongbo Yu, Mriganka Sur)