揭秘小膠質(zhì)細(xì)胞在大腦中塑造神經(jīng)回路的分子機(jī)制

一篇發(fā)表在國(guó)際雜志Neuron上的研究報(bào)告中，來(lái)自冷泉港實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究表示，免疫細(xì)胞在微調(diào)大腦神經(jīng)回路方面或許扮演著意想不到的角色，稱之為小膠質(zhì)細(xì)胞的免疫細(xì)胞不僅能夠保護(hù)大腦免于感染和炎癥，而且還能幫助塑造發(fā)育中的大腦回路，本文研究結(jié)果表明，小膠質(zhì)細(xì)胞還能指導(dǎo)神經(jīng)元對(duì)感覺線索產(chǎn)生反應(yīng)從而修飾自身的連接性。

這項(xiàng)研究中，研究人員深入揭示了生物學(xué)和外部世界之間的關(guān)聯(lián)，研究者Lucas Cheadle表示，我們非常感興趣研究神經(jīng)回路是如何對(duì)感官體驗(yàn)做出反應(yīng)的；在很大程度上，大腦的總體結(jié)構(gòu)和連接時(shí)在出生時(shí)就已經(jīng)完成的，但其確實(shí)需要來(lái)自環(huán)境的強(qiáng)有力的反饋才能夠促進(jìn)大腦成熟，當(dāng)動(dòng)物與周圍環(huán)境相互作用時(shí)，一些神經(jīng)元的連接就會(huì)被消除，而另一些連接則會(huì)被加強(qiáng)，而對(duì)于人類而言，這一過程可能會(huì)持續(xù)到出生后十年時(shí)間。

在發(fā)育過程中，正確的神經(jīng)元之間會(huì)以合適的方式相互連接，而機(jī)體希望能夠嚴(yán)格控制連接的多少以及連接之前的強(qiáng)度，而這就是感官體驗(yàn)的重要性所在了。文章中，研究人員密切監(jiān)測(cè)了小鼠大腦視覺處理回路中神經(jīng)元或突觸之間的連接，研究者表示，年輕小鼠需要在正確的時(shí)間進(jìn)行視覺輸入來(lái)發(fā)育與視覺相關(guān)的大腦通路，但如果小鼠在一段關(guān)鍵時(shí)期缺少視覺輸入的話，其神經(jīng)回路就會(huì)產(chǎn)生過多的突觸，這樣小鼠大腦就會(huì)出現(xiàn)異常的連接，研究人員發(fā)現(xiàn)，這種神經(jīng)回路依賴于小膠質(zhì)細(xì)胞，在適當(dāng)?shù)囊曈X刺激下，小膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)向附近的神經(jīng)元發(fā)出信號(hào)來(lái)修剪一些突觸。

這種對(duì)神經(jīng)連接性的影響代表了小膠質(zhì)細(xì)胞在健康大腦中所扮演的關(guān)鍵角色，或許也能夠幫助解釋為何這些細(xì)胞與自閉癥和其它神經(jīng)發(fā)育障礙發(fā)生直接相關(guān)，研究者認(rèn)為，本文研究取得了一項(xiàng)重大的突破，其能幫助科學(xué)家們理解感官體驗(yàn)和小膠質(zhì)細(xì)胞如何協(xié)調(diào)來(lái)促進(jìn)突觸的修剪過程，而突觸的修剪對(duì)于早期生命中大腦的成熟又至關(guān)重要；后期研究人員還將繼續(xù)深入研究追蹤導(dǎo)致突觸分解的分子信號(hào)以及小膠質(zhì)細(xì)胞如何對(duì)環(huán)境線索做出反應(yīng)而發(fā)生改變。小膠質(zhì)細(xì)胞能夠上調(diào)基因的表達(dá)來(lái)對(duì)視覺體驗(yàn)做出反應(yīng)，這一行為讓研究人員非常著迷，后期他們表示還會(huì)繼續(xù)深入探究該研究領(lǐng)域，從而取得更多意想不到的發(fā)現(xiàn)。