在神經系統周圍傳遞訊息的超細卷鬚通常被繪製成平滑的線條。但一項新的研究為這經典畫面增添了一些亮點。就像掛在聖誕樹上的小紅莓花環一樣，稱為軸突的神經纖維實際上可能是一系列的顛簸，研究人員建議 12 月 2 日自然神經科學。
印度班加羅爾拉曼研究所研究神經元結構的物理學家 Pramod Pullarkat 表示，這一說法很有趣，但現在重新繪製軸突還為時過早。 「我還不認為這是一個絕對的事實，」他說。 “但這很有可能。”
研究流體的物理學家很早就知道這種珍珠串的形狀。細細的液體在拉伸時會形成珠子，這種現象可以在蜂蜜和蘆薈凝膠等黏性液體中發現。
軸突上也發現了珠子，軸突在某些方面就像那些液體，具有可塑性的內部和外部部分。但珠狀結構尚未被系統性研究。
在這項新研究中，研究人員仔細檢查了小鼠大腦的軸突。科學家通常使用化學物質來保存或「固定」細胞，以便進一步研究它們。但約翰霍普金斯大學醫學院的細胞生物學家和神經科學家渡邊茂樹 (Shigeki Watanabe) 表示，這種方法經常會改變組織的形狀，就像將葡萄乾燥成葡萄乾一樣。為了看到軸突的真實面貌，渡邊和同事使用了高壓冷凍方法。他說，這種冷凍保存「就像製作冷凍葡萄」。
電子顯微鏡影像顯示，這些冷凍的小鼠軸突由透過細管連接的圓形斑點組成。研究人員用一種沒有包裹在稱為髓鞘的絕緣材料中的軸突進行了實驗。就像蓬鬆的外套一樣，髓鞘覆蓋了大腦中一些稱為白質的神經纖維。渡邊說，進一步未發表的實驗顯示有髓鞘軸突上有類似的珍珠串結構。他的團隊在人類軸突中發現了珍珠現象。
Pullarkat 指出，有明顯的光滑軸突的例子。 「人們長期以來一直在研究軸突，」他說。例如，在培養皿中生長的細胞通常具有粗軸突，除非受到損壞，否則看起來呈現圓柱形。 “但即使在正常條件下，軸突的一個子集也可能具有這種珍珠幾何形狀。”
渡邊說，這些斑點——正式名稱為奈米級靜脈曲張——是由於物理力學而形成的。他說，製造斑點結構所需的能量比製造圓柱體少。
建模實驗和小鼠軸突實驗表明，軸突的形狀會影響訊號沿其移動的速度。這項新研究暗示，沿著軸突移動的訊號也會影響腫塊的形狀。
但事情還沒解決。冷凍方法可能會以某種方式扭曲軸突。 「可能目前還沒有真正正確看待事物的技術，」渡邊說。 “但我對我們觀察到的情況充滿信心。”
渡邊和同事計劃研究珍珠狀軸突是否受到睡眠的影響，睡眠是大腦機械環境變化的時期。他們也渴望透過觀察來更多地研究形狀(SN: 11/9/17）。
Pullarkat 很高興看到這些數據，無論它是一般的軸突形狀還是更具選擇性的現象。 「有時，改變一個既定的事實並不容易，人們只是猶豫是否要這樣做，」他說。就珍珠軸突而言，“有足夠的理由認為它們可能發現了一些真實的東西。”
所以請繼續關注，但暫時不要用記號筆來繪製軸突。
