神经细胞功能并非命中注定一成不变

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生物通快讯：据美国生物学家在一项对蝌蚪胚胎脊髓细胞的研究表明：神经系统并非固线连接。神经细胞在发育过程中能够响应自身的电位变化（electrical activity）而改变其功能，并非一成不变的依据遗传信息行使功能。

科学家曾经认为每个神经细胞的精确类型是由一个源于细胞遗传密码的、不可改变的发育进程决定的。但是加州大学圣地亚哥分校的Nick Spitzer和同事本周发表在Nature上的一篇论文对这种“宿命论”的观点提出了挑战。

神经细胞利用神经递质来进行相互间的交流，不同的递质会刺激或者抑制临近细胞的活性。这个研究组发现早期神经细胞中特定形式的电位改变能够使得细胞不顾它的基本遗传指令去改变自身与其它细胞的通讯方式。

科学家测定了蟾蜍胚胎中最早出现的神经细胞的电位。这些细胞构成了大脑的微管，这些微管仅有1/10毫米宽。这些微管一旦形成就开始显现出电位峰，远远早于细胞间通讯的出现。

研究人员发现：产生不同神经递质的神经细胞，活跃或者沉静的，都有独特的峰型谱。他们将这些电位变化规律与每个细胞所产生的神经递质的类型进行了对比。结果发现不同的电位变化图谱对应不同的神经递质。

接着，这个研究组又证明：强迫改变这些电位模式能指示神经细胞改变生产相应的神经递质。

“我们惊讶的发现，在没有任何神经通讯的状况下（改变电位）就可以发生这个改变”，Borodinsky说。她认为反馈回路在每个细胞中起作用，而不是单纯接受来自相邻细胞的外部压力。

在大脑中，神经细胞回路需要保持平衡：如果抑制性的通讯不能与激活的通讯相匹配，那么这个系统将会变的无法控制，即像癫痫发作时的情况。因此研究者想到，将一些易兴奋的早期神经细胞变成能释放抑制周围细胞活跃性的信号的细胞，就能够产生较为稳定的大脑回路。研究结果表明：发育中的大脑通常是趋向平衡的。而电位的增高使得更多的神经细胞变为抑制性，因此降低了整个神经网络的活性。Spitzer说，这种观点可能有助于神经学家理解大脑发育问题是如何导致癫痫症发生的。

“这些结论很引人注目”，哥伦比亚大学的发育生物神经学家Tom Jessell说。“这些活动是如何反馈到遗传程序从而构建一个功能正常的大脑的？这也是每个人都想知道的。”