科学家发现新型人脑细胞——玫瑰状神经元

科技工作者之家 2018-08-29

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▲人类大脑中玫瑰状神经元的数字重建模型。

关于人类大脑最有趣也最难回答的问题之一是:什么让我们的大脑如此与众不同?

8月27日发表在《自然神经科学》杂志上的一项新研究中,由艾伦脑科学研究所的研究员Ed Lein和匈牙利塞格德大学的神经学家Gábor Tamás博士共同领导的研究小组为这个难题提供了一个可能的答案。他们发现了一种新型的、在小鼠等实验动物中从未见过的人脑细胞。

Tamás和塞格德大学的博士生Eszter Boldog将这种新细胞称为“玫瑰状神经元”:在细胞中心周围,由轴突形成的密集束看起来就像一朵脱落了花瓣的玫瑰。这种新发现的细胞属于抑制神经元,能够抑制大脑中其他神经元的活动。

虽然目前还未证明这种特殊的神经元是人类独有的,但它们并不存在于啮齿动物中,这也表明实验室小鼠并非人类疾病的完美模型——尤其是神经系统疾病。“我们的许多器官都可以在动物中得到合理的建模,但让我们有别于其他动物的是大脑的容量和输出。这项研究证明我们很难在动物系统中进行人类建模。”Tamás说。

在这项研究中,研究人员使用了两名50多岁的男性死后大脑的组织样本,选择了大脑皮层的最外层部分,这个区域负责人类意识和许多其他人类特有的功能。与我们的体型相比,这个区域比其他动物要大得多。“它是大脑中最复杂的部分,也是自然界中最复杂的结构。”Lein说。

Tamás之前一直用经典的神经科学方法研究人类大脑,对细胞的形状和电生理进行详细的检查。而Lein正在研究使人类大脑细胞彼此区分并与小鼠不同的一系列基因。通过合作,他们发现玫瑰状神经元开启了一组独特的基因,而在任何一种小鼠脑细胞中都没有发现这种基因特征。玫瑰状神经元可与人类大脑皮层的另一种神经元——锥体神经元形成突触。它的独特之处在于,它们只附着在细胞伴侣的某个特定部位,表明它们可能以一种非常特殊的方式控制信息流。

Tamás说:“我们可以把抑制神经元比作汽车上的刹车,玫瑰状神经元会让车停在车道的特定位置。它们就像只在杂货店工作的刹车,并非所有的汽车(或动物的大脑)都有它们。这种特殊的细胞类型,可以在其他类型的细胞无法停止的地方停止。”

Tamás说,我们目前还不了解玫瑰状神经元在人脑中的功能。他们的下一步工作是在大脑的其他部位寻找玫瑰状神经元,并探索它们在大脑紊乱中的潜在作用。

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  编译:花花 审稿:三水 责编:程建兰

期刊来源:《自然神经科学》Nature Neuroscience

期刊编号:1097-6256

原文链接:https://www.sciencedaily.com/releases/2018/08/180827180809.htm

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