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星空体育官网入口网站科普：大腦中的“接線員”如何讓塑造神經回路？
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星空体育官网入口网站科普：大腦中的“接線員”如何讓塑造神經回路？
小膠質細胞影響神經元連接的密度。小膠質細胞（綠色）是小鼠大腦中的免疫細胞，能促使神經分支伸向神經元連接較多的區域（藍色）。它會在其分支的末端（紅色）產生一種稱為TWEAK的細胞因子（一種免疫信號）。含有大量 TWEAK（深紅色）的小膠質細胞接觸較少的神經元連接（黑色區域所示，其中沒有藍色連接）。圖片來源：LUCAS CHEADLE
發表在Neuron期刊上的一項研究發現，免疫細胞在微調大腦神經回路上發揮著意想不到的作用。小膠質細胞（microglia）是位於大腦神經回路的免疫細胞，它不僅可以保護大腦免受感染和炎症的侵擾，還有助於在物理意義上塑造發育中的大腦回路。這項新的研究證明，小膠質細胞可以根據感覺線索（sensory cues），引導神經元調節它們自身的連接。
美國冷泉港實驗室（Cold Spring Harbor Laboratory, CSHL）助理教授Lucas Cheadle在哈佛醫學院神經科學家Michael Greenberg的實驗室做博士後研究時，發現了這種細胞通訊（cellular communication）。Cheadle的研究興趣集中在探索生物與外部世界之間的聯係，尤其是神經回路如何響應感官體驗。
圖片來源：Pixabay
“大腦的整體結構和連接很大程度上在出生時就完成了。”他說，“但是它也確實需要來自環境強大的反饋作用來進一步的成熟。”他解釋道，動物與周圍環境相互作用時，一些神經元的連接會被消除，另一些則會被強化。對於人類來說，這樣的過程會在出生後數十年持續進行。
Cheadle說：“在發育過程中，真正重要的是正確的神經元能以正確的方式相互連接。我們希望能嚴格控製它們的連接數量以及連接強度。這實際上也是感官體驗的重要之處。”
Cheadle和他的同事們監測了小鼠大腦視覺處理回路中神經元或突觸之間的連接。年幼的小鼠需要在正確的時間進行視覺輸入，來發展與視覺相關的大腦通道。但是如果小鼠在這段關鍵的時期缺乏視覺輸入，神經回路會產生過多的突觸，小鼠最終會出現異常連接。研究小組發現，神經回路依賴小膠質細胞，在適當的視覺刺激下，小膠質細胞會向附近的神經元發出信號，讓它們修剪一些突觸。
圖片來源：Pixabay
這種對神經連通性的影響體現了小膠質細胞在健康大腦中的新角色，也有助於解釋為什麽這些細胞與自閉症或其它神經發育障礙有關。“我認為這項研究可以被視為一個重大突破，有助於我們從機製上理解感官體驗和小膠質細胞是如何協調突觸修剪過程的，這對早期大腦的成熟起著至關重要的作用。”
Cheadle將在CSHL更深入地研究這種相互作用，追蹤導致突觸分解的分子信號，以及小膠質細胞對環境信號的反應。“小膠質細胞作為免疫細胞，居然能夠上調基因表達來響應視覺體驗，這種概念本身就非常吸引我。”
翻譯：胡琦琳
審校：戚譯引
引進來源：冷泉港實驗室
引進鏈接：https://eurekalert.org/pub_releases/2020-09/cshl-ics090920.php
本文來自：環球科學
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發表在Neuron期刊上的一項研究發現，免疫細胞在微調大腦神經回路上發揮著意想不到的作用。小膠質細胞（microglia）是位於大腦神經回路的免疫細胞，它不僅可以保護大腦免受感染和炎症的侵擾，還有助於在物理意義上塑造發育中的大腦回路。這項新的研究證明，小膠質細胞可以根據感覺線索（sensory cues），引導神經元調節它們自身的連接。
美國冷泉港實驗室（Cold Spring Harbor Laboratory, CSHL）助理教授Lucas Cheadle在哈佛醫學院神經科學家Michael Greenberg的實驗室做博士後研究時，發現了這種細胞通訊（cellular communication）。Cheadle的研究興趣集中在探索生物與外部世界之間的聯係，尤其是神經回路如何響應感官體驗。
圖片來源：Pixabay
“大腦的整體結構和連接很大程度上在出生時就完成了。”他說，“但是它也確實需要來自環境強大的反饋作用來進一步的成熟。”他解釋道，動物與周圍環境相互作用時，一些神經元的連接會被消除，另一些則會被強化。對於人類來說，這樣的過程會在出生後數十年持續進行。
Cheadle說：“在發育過程中，真正重要的是正確的神經元能以正確的方式相互連接。我們希望能嚴格控製它們的連接數量以及連接強度。這實際上也是感官體驗的重要之處。”
Cheadle和他的同事們監測了小鼠大腦視覺處理回路中神經元或突觸之間的連接。年幼的小鼠需要在正確的時間進行視覺輸入，來發展與視覺相關的大腦通道。但是如果小鼠在這段關鍵的時期缺乏視覺輸入，神經回路會產生過多的突觸，小鼠最終會出現異常連接。研究小組發現，神經回路依賴小膠質細胞，在適當的視覺刺激下，小膠質細胞會向附近的神經元發出信號，讓它們修剪一些突觸。
圖片來源：Pixabay
這種對神經連通性的影響體現了小膠質細胞在健康大腦中的新角色，也有助於解釋為什麽這些細胞與自閉症或其它神經發育障礙有關。“我認為這項研究可以被視為一個重大突破，有助於我們從機製上理解感官體驗和小膠質細胞是如何協調突觸修剪過程的，這對早期大腦的成熟起著至關重要的作用。”
Cheadle將在CSHL更深入地研究這種相互作用，追蹤導致突觸分解的分子信號，以及小膠質細胞對環境信號的反應。“小膠質細胞作為免疫細胞，居然能夠上調基因表達來響應視覺體驗，這種概念本身就非常吸引我。”
翻譯：胡琦琳
審校：戚譯引
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