《自然-神经学》:细胞更新的意义

时间:2008年9月4日
来源:生物通

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科学家们十年前就发现成人大脑能产生新的神经细胞,但是最新的一项研究进一步更新了这一理论,发现了成人神经细胞产生的区域有两个,以及这种细胞更新的意义。这一研究成果公布在《Nature Neuroscience》杂志上。

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生物通报道:科学家们十年前就发现成人大脑能产生新的神经细胞,但是最新的一项研究进一步更新了这一理论,发现了成人神经细胞产生的区域有两个,以及这种细胞更新的意义。这一研究成果公布在《Nature Neuroscience》杂志上。

来自卫尔斯利女子学院(Wellesley College)的神经生物学家Barbara Beltz认为,“我认为这个结论具有突破性意义”(Barbara Beltz未参与此次研究),之前的研究证明成人大脑能产生新的神经细胞,但是只找到了一个区域,而这项研究能进行大脑这两个区域的比较。

成人神经细胞形成出现在大脑的两个区域:室管膜下区(The subventricular zone)——在一些神经细胞迁移到嗅球(olfactory bulb)之后,以及海马齿状回(dentate gyrus of the hippocampus)——影响空间记忆。来自京都大学医学院的Ryoichiro Kageyama教授领导的研究团队利用荧光和遗传标记追踪了这两个区域新生成的神经细胞。

结果他们在嗅球中发现了不断的细胞死亡,这说明新生成的神经细胞需要补充替代这些死亡细胞,而海马齿状回的神经细胞则并没有规律性的死亡,因此细胞生成并不是应对替代的需要。

之后研究人员通过敲除实验发现嗅球中嗅觉记忆并没有丧失,这与之前的研究结果相符,而在海马齿状回中,实验导致空间记忆的一些问题,这说明这些新生成的神经细胞虽然不影响这一区域的功能,但是会影响动物的行为。

Beltz认为这一实验的重点在于,不同于之前的研究——采用了除了影响细胞生成的过程,还影响其它过程的敲除技术,这项研究帮助研究人员单独靶向了细胞生成,排除了其它变化了的过程带来的行为影响。

这一新研究成果说明有关大脑这些区域如何运转的,还存在许多未知之谜,“令人惊讶的是我们在不同的(脑)组织中发现了不同的结果”,Beltz表示。嗅球需要高水平细胞更新“给我们带来了新的疑问”,“是否需要重新考虑嗅觉记忆,是否神经细胞在不断更替,如何维持嗅觉基因,是否大部分神经细胞死亡,被代替?”

而且这两个区域并不是相互独立的,“在这个区域之间必然存在一些对话,这也是值得探讨的。”

(生物通:张迪)

注:

1.嗅球

bulbus olfactorius 在大脑额叶来自许多(人约2万6千个)嗅细胞的神经纤维缠集在一起,形成线球状的部分.在这里,纤维与多个次级神经元——僧帽细胞(兔为24个)的树突相连接,进而由这里伸出神经纤维形成嗅囊,终止于额叶下方。虽然这是来自嗅细胞的神经信息(脉冲)在次级神经元的中继站,但信息的模式可能在这里变换后向中枢传递。一般认为它在嗅味的辨别中具有重要的功能.

2.海马体

大脑海马是位于脑颞叶内的一个部位的名称,人有两个海马,分别位于左右脑半球。它是组成大脑边缘系统的一部分,担当着关于记忆以及空间定位的作用。名字来源于这个部位的弯曲形状貌似海马。


在阿兹海默病中,海马是首先受到损伤的区域:表现症状为记忆力衰退以及方向知觉的丧失。大脑缺氧(缺氧症)以及脑炎等也可导致海马损伤。


在动物解剖中,海马属于脑的演化过程中最古老的一部分。来源于旧皮质的海马在灵长类以及海洋生物中的鲸类中尤为明显。虽然如此,与进化树上相对年轻的大脑皮层相比灵长类动物尤其是人类的海马在端脑中只占很小的比例。相对新皮质的发展海马的增长在灵长类动物中的重要作用是使得其脑容量显著增长。
 

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