@ 2019.02.28 , 08:01

科学家们发现一种全新的脑神经连接方式

科学家们认为他们发现了一种之前未知的神经传导方式,可以在脑组织中进行自我传播,无需“连接”的从脑组织某一区域的神经元“跳到”另一区域,哪怕是已经通过手术被切断。

这一发现为神经元之间可能存在的交流方式提供了一些新的见解,是通过一种神秘的、与以往所了解到的(比如突触传递、轴突输送及缝隙连接)不同的机制。“我们还不知道如何去解释,但我们知道的是,这似乎是大脑中一种新的传导机制,我们对此感到非常兴奋,”神经与生物医学工程师Dominique Durand谈到。

在此之前,科学家们已经对多种像突触传导这样的神经间的连接进行了细致的研究。比如,研究人员们在几十年里一直知道大脑中存在一种神经震荡的慢波,但至于它存在的目的还并不清楚,在我们睡觉时,大脑皮层和海马体中就会出现这种波,因此人们推测它是在记忆巩固上发挥作用。“这种功能性相关的输入-输出-解耦的慢节奏的神经网络节律依然是个谜,但这可能能够先通过弄清细胞和细胞间的机制来找到答案,”神经学家Clayton Dickinson谈到。

为此,Durand和他的团队对体外慢周期活动进行了研究,从提取的实验鼠的海马体切片中对脑电波进行研究。他们发现,缓慢的周期性活动会产生电场,从而激活临近的细胞,形成一种非化学突触传递或缝隙连接的神经交流形式。Durand谈到:“我们对这些波已经很熟悉了,但是没有人知道它们的确切功能,也没有人觉得它们会自发的进行传播。我研究海马体这个大脑中的一小块已经有四十年了,总会有惊人的发现。”

这些神经活动实际上可以通过弱电场来进行增强或阻断,并且能够作为另一种被称为触觉耦合(ephaptic coupling)的细胞交流方式的模拟形式。研究团队发现,在两片组织距离接近时,这些电场能够“跨过”被分割的脑组织的“缝隙”来激活神经元。研究人员在文章中解释到:“为了保证切片是被完全切开,两片组织切片先被分开,再放到一起,在外科显微镜下能够观察到清晰地缝隙。一块海马组织的缓慢的周期活动,确实会‘跨过缝隙’对另一块产生影响。”

如果觉得这听起来有点儿扯,那你并不是一个人,这项研究在发表在《The Journal of Physiology》期刊上之前,评审委员会要求在发表前必须再进行一次完整的实验。Durand及其同事接受了这个要求,这个发现也算“空前”了,评审委员会的谨慎态度也可以理解。Durand谈到:“每个知道的人都惊掉下巴,但后来我们所重现的每次实验都证实了之前的结果。”

要弄清楚这种神奇的神经交流方式是否发生在我们的大脑中及其作用还需要更多的研究,但就目前为止,正如研究团队所发现的,我们又掌握了令人震惊的新科学。

这项发现发表在The Journal of Physiology上。

本文译自 sciencealert,由译者 行走的五花肉 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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