這已知宇宙中最複雜的物體肯定會引發一些激烈的爭論,但神經科學家現在正在爭論我們認為我們已經弄清楚的大腦的一個基本面向。
美國約翰霍普金斯大學的傑奎琳格里斯沃爾德領導的一項有爭議的研究讓一些科學家主張從根本上改變我們看待神經元(大腦和神經系統的組成部分)的方式。
他們說,儘管大多數圖表顯示,軸突(神經元的主臂)並不是光滑的圓柱體,而更像是一串珍珠。這些奈米級凸起的大小和間距是動態的,可能控制訊息在大腦中發送的速度。
“了解軸突的結構對於理解腦細胞信號傳導非常重要,”解釋分子神經科學家渡邊茂樹 (Shigeki Watanabe) 是約翰霍普金斯大學實驗室的負責人。
「軸突是連接我們大腦組織的電纜,可以實現學習、記憶和其他功能。這些發現挑戰了一個世紀以來對軸突結構的理解。”
這是一個可能產生重大影響的小細節,但其他神經科學家並不買單。
艾克斯-馬賽大學的神經科學家克里斯托夫·萊特里爾 (Christophe Leterrier) 表示:“我認為,軸突確實不是一個完美的管子,但它也不僅僅是他們展示的這種手風琴。”告訴科學界的索菲亞·誇利亞。
之前的研究研究發現,當腦細胞受損或死亡時,尾巴會開始“冒泡”,形成珠狀圖案。 「軸突珠狀」在患有以下疾病的人的大腦中尤其常見或者疾病.
但渡邊和他的同事表示,他們在小鼠大腦中發現的珍珠是奈米級的,而不是像以前的軸突珠狀案例那樣的微米級。
透過分析不同年齡小鼠的大腦切片,研究小組放大了沒有保護鞘的單一軸突。
無論腦組織切片如何培養,軸突看起來並不光滑,而是佈滿了大小不一的「納米珍珠」。
更重要的是,這些珍珠的大小可以透過預測結果來控制。例如,從軸突中去除膽固醇會導致珍珠化減少並降低發送電訊息的能力。
但一些批評者認為,在小鼠神經元中看到的奈米珍珠是對組織培養壓力的反應。
先前的研究發現,當拉伸的,軸突可以形成有點像“的大珠子”大腦壓力球這些團塊的形成可能是為了阻止破壞性波訊號通過神經元尾部傳播,而且它們往往會在大約 15 分鐘後有所緩解。
如果培養技術對哺乳動物神經元施加壓力,那麼一些專家認為可能會形成奈米珍珠。但如果發生這種情況,這將是對壓力的反應,而不是健康狀態。
主要作者格里斯沃爾德告訴這就是為什麼她的團隊也對未冷凍或化學固定的活細胞進行成像的原因。這些也顯示出奈米珍珠圖案。
在格里斯沃爾德的實驗中,通常用於神經元成像的化學物質導致奈米珍珠消失,這可能解釋了為什麼它們以前沒有被發現過。
話雖如此,一些科學家有在軸突中看到類似的奈米珍珠櫛水母,過去,渡邊經常注意到這種影響蛔蟲軸突也是如此。
更多證據是一勞永逸結束爭論的唯一方法。渡邊和他在約翰霍普金斯大學的同事現在正在研究人類大腦的神經元,看看他們是否能在比頭髮寬度小一百倍的單元中找到更多的奈米珍珠。
該研究發表於自然神經科學。