这已知宇宙中最复杂的物体肯定会引发一些激烈的争论,但神经科学家现在正在争论我们认为我们已经弄清楚的大脑的一个基本方面。
美国约翰·霍普金斯大学的杰奎琳·格里斯沃尔德领导的一项有争议的研究让一些科学家主张从根本上改变我们看待神经元(大脑和神经系统的组成部分)的方式。
他们说,尽管大多数图表显示,轴突(神经元的主臂)并不是光滑的圆柱体,而更像是一串珍珠。这些纳米级凸起的大小和间距是动态的,可能控制信息在大脑中发送的速度。
“了解轴突的结构对于理解脑细胞信号传导非常重要,”解释分子神经科学家渡边茂树 (Shigeki Watanabe) 是约翰·霍普金斯大学实验室的负责人。
“轴突是连接我们大脑组织的电缆,可以实现学习、记忆和其他功能。这些发现挑战了一个世纪以来对轴突结构的理解。”
这是一个可能产生重大影响的小细节,但其他神经科学家并不买账。
艾克斯-马赛大学的神经科学家克里斯托夫·莱特里尔 (Christophe Leterrier) 表示:“我认为,轴突确实不是一个完美的管子,但它也不仅仅是他们展示的这种手风琴。”告诉科学界的索菲亚·夸利亚。
之前的研究研究发现,当脑细胞受损或死亡时,尾巴会开始“冒泡”,形成珠状图案。 “轴突珠状”在患有以下疾病的人的大脑中尤其常见或者疾病。
但渡边和他的同事表示,他们在小鼠大脑中发现的珍珠是纳米级的,而不是像以前的轴突珠状案例那样的微米级。
通过分析不同年龄小鼠的大脑切片,研究小组放大了没有保护鞘的单个轴突。
无论脑组织切片如何培养,轴突看上去并不光滑,而是布满了大小不一的“纳米珍珠”。
更重要的是,这些珍珠的大小可以通过预测结果来控制。例如,从轴突中去除胆固醇会导致珍珠化减少并降低发送电信息的能力。
但一些批评者认为,在小鼠神经元中看到的纳米珍珠是对组织培养压力的反应。
之前的研究发现,当拉伸的,轴突可以形成有点像“的大珠子”大脑压力球这些团块的形成可能是为了阻止破坏性波信号通过神经元尾部传播,并且它们往往会在大约 15 分钟后有所缓解。
如果培养技术对哺乳动物神经元施加压力,那么一些专家认为可能会形成纳米珍珠。但如果发生这种情况,这将是对压力的反应,而不是健康状态。
主要作者格里斯沃尔德告诉这就是为什么她的团队还对未冷冻或化学固定的活细胞进行成像的原因。这些也显示出纳米珍珠图案。
在格里斯沃尔德的实验中,通常用于神经元成像的化学物质导致纳米珍珠消失,这可能解释了为什么它们以前没有被发现过。
话虽如此,一些科学家有在轴突中看到类似的纳米珍珠栉水母,过去,渡边经常注意到这种影响蛔虫轴突也是如此。
更多证据是一劳永逸结束争论的唯一途径。渡边和他在约翰霍普金斯大学的同事现在正在研究人类大脑的神经元,看看他们是否能在比头发宽度小一百倍的单元中找到更多的纳米珍珠。
该研究发表于自然神经科学。