Cell:对大脑灵活性的全新认识

【字体: 时间:2014年11月10日 来源:生物通

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  迄今为止,人们对大脑适应性机制的理解还是建立在动物实验基础上的。瑞典Karolinska研究所的科学家们对人类大脑进行了研究,发现过去的建立的理论并不正确。

  

生物通报道:迄今为止,人们对大脑适应性机制的理解还是建立在动物实验基础上的。瑞典Karolinska研究所的科学家们对人类大脑进行了研究,发现过去的建立的理论并不正确。

少突胶质细胞(oligodendrocyte)是大脑的一种支持细胞,它们在神经系统的细胞通讯中起到了重要的作用。本期Cell杂志发表的这项新研究指出,人脑的少突胶质细胞比大鼠和小鼠要复杂得多,为人脑赋予了更高水平的灵活性。

学习就是脑部神经细胞建立新连接的过程,在这一过程中,神经细胞和神经冲动的传递都很重要。髓鞘是包裹神经纤维的绝缘层,大量髓鞘能加速神经冲动,帮助大脑学习。在学习的时候,大脑相应区域的髓鞘产量会大大提升。

髓鞘是少突胶质细胞生产的,这种细胞近年来受到了很大的关注。小鼠和大鼠研究表明,在动物神经细胞需要更多髓鞘的时候,就会生成新少突胶质细胞替代旧细胞。人们推测,同样的过程也适用于人类大脑。然而Karolinska研究所的研究团队发现,事实并非如此。

在人脑中,少突胶质细胞的生产水平是很低的,但髓鞘的量依然可以根据需要进行调节。换句话说,人脑似乎对这种调节早有准备。而小鼠和大鼠要增加髓鞘产量,只能依赖于新少突胶质细胞的生成。

Karolinska研究所的团队对55名死者的大脑进行了研究,死者的年龄范围在1岁到92 岁之间。他们发现出生时的少突胶质细胞大多还未成熟,不过它们成熟得很快,到五岁的时候绝大多数少突胶质细胞就已成熟。在那之后,这些细胞的更新率就很低了。每年只有1/300的少突胶质细胞进行替换,也就是说大多数少突胶质细胞是伴随我们终身的。

研究人员在这项研究中采用了一种巧妙的方法。冷战期间的核武器试验令大气中的碳14水平剧烈提升,这些同位素在细胞中留下了印记。研究人员通过测定少突胶质细胞里的碳14水平,来确定这些细胞的年龄。(该团队之前发表的碳14测定成果:Cell巧解争议,成年大脑产新神经元

“我们意外地发现,人类少突胶质细胞可以调节自己的髓鞘产量,不需要小鼠那样的新旧细胞更替。这种优势能让我们适应和学习得更快。髓鞘生产与许多神经学疾病有关,比如MS。现在我们对这一过程有了新的基本认识,”领导这项研究的Jonas Frisén教授说。

 

生物通编辑:叶予

生物通推荐原文:

Dynamics of Oligodendrocyte Generation and Myelination in the Human Brain.

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