摘要:研究人员在小鼠中表明,称为去甲肾上腺素的信号化学物质需要修改大脑活动,改变教科书的理解,即去甲肾上腺素直接在神经元上作用。...
圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员已经延续了数十年的教条,即在警惕或注意力的加剧状态下,如何重新排列脑细胞之间的联系。该小组发现,与警觉性,注意力和学习相关的大脑化学物质会改变大脑的连接性和功能,而不是直接作用于神经元(以其快速信息传输而闻名的细胞),而是通过星形胶质细胞的工作,这是一种经常在神经科学领域被忽略的较慢的,较慢的脑细胞类型。
该发现发表在科学5月15日,从根本上改变了当前对大脑网络交流和活动决定因素的理解。它还呼吁将星形胶质细胞作为治疗,记忆和情绪障碍的治疗目标。
Washu医学神经科学助理教授托马斯·帕普因(Thomas Papouin)博士说:“教科书告诉我们,直接直接进行神经肾上腺素微调神经元的神经调节剂 - 实际上,教科书告诉我们,大脑中的一切都与神经元有关。” “看来,许多大脑接线和活动可能是由星形胶质细胞精心策划的,在较慢的时间标准上。这种发现类型可以深刻地重塑了我们对大脑工作原理的理解。”
从大脑的壁花到中心舞台
要使大脑致力于需要注意的任务,或像火灾警报一样对意外刺激做出反应,它需要能够通过改变脑细胞的交流方式来重新连接。该过程是由大脑中称为神经调节剂(包括去甲肾上腺素)的化学物质的释放驱动的。这些神经调节剂如何重组大脑的交流知之甚少。过去80年的假设是神经调节剂化学物质对神经元作用。
同时,已经显示出30年的星形胶质细胞与突触接触并相互作用,这是神经元相互通信的专业结构。研究人员长期以来一直怀疑星形胶质细胞有可能重新安排神经元之间的通信,因此,大脑中的信息流。
由于它们的形状非常细,这些细胞是理想位置的,可以监测和检测诸如去甲肾上腺素等神经调节剂。 Papouin说:“我们想测试以下想法,即脱甲肾上腺素对突触神经调节是一项星形胶质细胞业务。”
为此,Papouin和他的团队刺激了小鼠脑细胞或暴露于小鼠脑切片到去甲肾上腺素的去甲肾上腺素的分泌,发现去甲肾上腺素会削弱神经元之间的连接,几十年来。然而,研究人员发现,去甲肾上腺素也引发了周围星形胶质细胞的活性。一旦由去甲肾上腺素触发,星形胶质细胞产生了第二种化学物质,它们释放到突触上,从而导致突触活性减弱。即使神经元直接感觉到去甲肾上腺素的能力被去除,去甲肾上腺素仍然能够重新排列神经元连接。另一方面,当星形胶质细胞能够接触或反应去甲肾上腺素时,去甲肾上腺素无法重新组织神经元连通性。
他们的发现表明,通过通过星形胶质细胞发出信号而不是直接在神经元上,神经调节剂(例如去甲肾上腺素重新排列神经元连接)。
结果还表明,靶向星形胶质细胞可能是重塑大脑活动以治疗脑部疾病的有效方法。 Papouin的团队已开始研究据信神经元行动的现有药物,以查看它们是否要求星形胶质细胞有效。如果是这样,也许可以将星形胶质细胞直接用于治疗目的。
Papouin说:“那里有很多药物干扰大脑中的去甲肾上腺素信号,特别是在治疗多动症或抑郁症时。我想知道其中有多少人需要星形胶质细胞来改变大脑活动。”