
一项新的研究发现,曾经被认为使用神经元的细胞可能会执行调节大脑血流的关键功能。
该发现挑战了神经科学的基本假设,可能对解释脑扫描和了解脑创伤和阿尔茨海默氏病期间发生的事情有影响。
氧是生物细胞的主要燃料。它通过循环系统在整个身体中运输。毫不奇怪,大脑是氧气中最贪婪的消费者之一,而神经科学中的基本假设是,大脑区域的活跃越活跃,其神经元所需的氧(从而使血液)越多。
该假设构成了复杂的大脑成像技术(例如PET和功能性MRI扫描)的基础。通过在受试者执行某些任务的同时扫描大脑,科学家已经能够以情感或语言等特殊的大脑区域来指出专门的大脑区域。
传统上将恒星形的称为星形胶质细胞的脑细胞被认为是在神经元指导下帮助滋养大脑的管家。新研究发现,星形胶质细胞可以直接控制血液,而不会被告知。
家政职责
该研究的首席研究员说:“神经元完全依赖于星形胶质细胞生存的生存。” “因为它们非常专门用于突触功能(连接和创造记忆的能力),所以他们失去了大多数细胞必须生存的许多基本机制。”
星形胶质细胞产生用于创建其外膜的脂肪脂质神经元,还会产生谷氨酸,这是神经系统中最丰富的神经递质,也是大脑中最重要的化学信使之一。
然而,最近的实验表明,星形胶质细胞与血管形成连接,并控制包括氧气在内的养分流向神经元。当大脑活动增加时,神经元会触发星形胶质细胞释放钙,这反过来影响其他可能导致血管扩张或收缩的化学信使。
从头到尾,该过程大约需要1秒钟。
内德加德说:“这太神奇了;没有其他器官可以这么快地增加血液的流量。”
尽管神经元和星形胶质细胞通常彼此紧密合作,但新发现增加了可能有时星形胶质细胞自行增加血液流动而不会引起神经元的任何提示。
Nedergaard说:“当我们测量血液流动时,我们可能没有像星形胶质细胞那样测量神经元的活性。”
对疾病的影响
如果星形胶质细胞非常重要,那么大概会损坏或停止工作,可能会出错。
内德加尔德说:“你可以将其视为可怜的管家。” “它无法提供晚餐,也无法删除废物。”
Nedergaard认为,星形胶质细胞有故障可能有助于解释为什么脑部创伤后大脑血管开始收缩的医学谜团。随着大脑出血的发生,红细胞开始分解并释放铁。
铁是星形胶质细胞中钙释放的有效触发因素,因此会影响大脑的血液流动。
Nedergaard告诉Nedergaard说:“我们认为,在脑部创伤之后,星形胶质细胞是如此异常,以至于它们释放出收缩[血液]血管而不是扩张的化合物。”生活学。
这一发现也可能对阿尔茨海默氏病具有重要意义。
与阿尔茨海默氏症相关的记忆力丧失和痴呆症的经典症状是多年来神经元死亡的结果。对阿尔茨海默氏症患者的脑部扫描显示,血液流向大脑关键部位的血液流量减少,医生一直认为这是因为对血液的需求较小,因为喂养神经元较少。
新的结果可能意味着阿尔茨海默氏症主要影响星形胶质细胞而不是神经元,并且由于神经元死亡,流向大脑的血液流向不会降低,但是神经元由于血液流量减少而死亡。
内德加德说:“无论出于何种原因,星形胶质细胞都无法正常完成工作,然后血流减少。” “这可能导致神经元的死亡,这将因缺乏营养而饿死,因为神经元依赖星形胶质细胞的生存。”
该期刊的最新在线版本中详细介绍了这一发现自然神经科学。