研究人员早就知道脑肿瘤，特别是一种肿瘤称为神经胶质瘤，可以影响一个人的认知和身体功能。
患者患有胶质母细胞瘤，最致命的脑肿瘤类型对于成年人来说，生活质量尤其急剧下降。 胶质母细胞瘤被认为会损害正常的大脑功能通过压缩并导致健康组织肿胀，或与它们竞争血液供应。
究竟是什么原因导致脑肿瘤患者认知能力下降尚不清楚。 在我们最近发表的研究中，我们发现肿瘤不仅可以重塑神经回路，而且大脑活动本身可以促进肿瘤生长。
我们是一个神经科学家和神经外科医生团队在加州大学旧金山分校。 我们的工作重点是了解脑肿瘤如何重塑神经元回路以及这些变化如何影响语言、运动和认知功能。
我们发现了一个以前未知的机制脑肿瘤用来劫持和修改大脑回路，导致神经胶质瘤患者认知能力下降。
脑肿瘤与周围细胞对话
当我们开始这项研究时，科学家最近发现自我延续的正反馈循环为脑肿瘤提供能量。 循环开始于细胞产生可充当神经递质的物质，即帮助神经元相互交流的蛋白质。
神经递质的过剩会触发神经元变得过度活跃并分泌化学物质，刺激和加速癌细胞的增殖和生长。
我们想知道这种反馈循环如何影响脑癌患者的行为和认知。
为了研究胶质母细胞瘤如何与人脑神经元回路相互作用，我们记录了胶质瘤患者的实时大脑活动，因为他们看到了常见物体或动物的图片，并被要求说出它们所描绘的内容当他们接受脑部手术时去除肿瘤。
当患者从事这些任务时，他们大脑中的语言网络如预期被激活。 然而，我们发现，在这些任务中，肿瘤浸润的远离大脑已知语言区的大脑区域也被激活。
这一意想不到的发现表明肿瘤可以劫持和重组连接在他们周围的脑组织中并增加他们的活动。
这可能是与神经胶质瘤进展相关的认知能力下降的原因。 然而，通过使用直接记录大脑的电活动皮质电图，我们发现，尽管这些远程大脑区域过度活跃，但其计算能力却显着降低。
与简单、更常用的单词（例如“汽车”）相比，处理更复杂、不常用的单词（例如“公鸡”）时尤其如此。
这意味着陷入肿瘤的脑细胞受到严重损害，以至于无法需要招募额外的细胞执行以前由较小的定义区域控制的任务。
我们用管弦乐队来比喻。 音乐家需要同步演奏才能使音乐发挥作用。 当你失去大提琴和木管乐器时，剩下的音乐家就无法像所有演奏者都在场时那样有效地演奏作品。 同样，当脑肿瘤劫持其周围区域时，大脑的有效功能就会减弱。
加巴喷丁是一种有前景的胶质母细胞瘤药物
现在我们了解到肿瘤可以通过影响神经连接来损害认知。 接下来，我们使用小鼠模型进一步检查了它们之间的联系以及它们与健康神经元的联系脑类器官，它们是在培养皿中生长的脑细胞簇。
这些实验是由我们中的一个人领导的萨里莎·克里希纳，发现肿瘤细胞分泌一种称为血小板反应蛋白-1 的蛋白质这在促进脑细胞过度活跃方面发挥着关键作用。 我们想知道阻断这种通常有助于神经元形成突触的蛋白质是否会阻止肿瘤生长并延长患有胶质母细胞瘤的小鼠的生存期。
为了验证这一假设，我们用常见的方法治疗小鼠抗癫痫药物加巴喷丁阻断血小板反应蛋白-1。 我们发现加巴喷丁能够在几个月内阻止脑肿瘤扩大。 这些发现凸显了重新利用这种现有药物来控制脑肿瘤生长的潜力。
我们的研究表明，针对健康脑细胞和癌细胞之间的通讯可能提供另一种治疗脑癌的方法。 加巴喷丁与其他常规疗法相结合可以补充现有疗法，有助于减轻认知能力下降并可能提高生存率。
我们现在正在探索新的方法来利用这种药物阻止肿瘤生长的潜力。 我们的目标是最终将我们的研究结果转化为在人们。
