科学家在大脑细胞发现新机制,原来信号传递也分级!
作者 | 過客
出品 | 網(wǎng)易科技《知否》欄目組(公眾號:tech_163)
科學(xué)家們在人類大腦中發(fā)現(xiàn)了一種獨特的細(xì)胞信息傳遞方式,這是我們之前從未見過的。令人興奮的是,這一發(fā)現(xiàn)意味著我們的大腦可能比我們意識到的還要強(qiáng)大。
由德國和希臘研究人員組建的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),大腦外皮層細(xì)胞中存在一種全新的“分級”信號機(jī)制,這種信號可以為個體神經(jīng)元提供另一種執(zhí)行邏輯功能的方式。
神經(jīng)病學(xué)家對癲癇病人手術(shù)組織切片中的電信號進(jìn)行了測量,并使用熒光顯微鏡進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析,他們發(fā)現(xiàn)大腦皮層的單個細(xì)胞不僅通過常見的鈉離子“激活”,其中還涉及到鈣離子。這種帶正電荷離子的結(jié)合引發(fā)了前所未見的電壓波。
大腦皮層作為人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)的外層,可以說沒有人體區(qū)域比它更復(fù)雜了。第二層和第三層大腦皮層中充滿了執(zhí)行高級功能的神經(jīng)分支,比如感覺、思維和運動控制等等。而樹突是決定單個神經(jīng)元計算能力的核心。樹突就像我們神經(jīng)系統(tǒng)的紅綠燈,如果動作電位足夠大,它就會傳遞給其它神經(jīng),其它神經(jīng)會繼續(xù)阻止或傳遞信息。
為了確保這些發(fā)現(xiàn)不是癲癇患者獨有的,他們對從腦瘤中提取的少量樣本進(jìn)行了復(fù)查。雖然研究小組在老鼠身上進(jìn)行了類似的實驗,但與他們觀察到的人體細(xì)胞信號卻大不相同。更重要的是,當(dāng)他們給這些細(xì)胞注射一種叫做河豚毒素的鈉離子通道阻滯劑時,仍然發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)信號。只有阻斷鈣離子時,這些細(xì)胞才會安靜下來。
研究人員稱,未來還需要做更多的工作來觀察這種機(jī)制在整個神經(jīng)元和生命系統(tǒng)中的表現(xiàn)。這種新的邏輯工具是如何被壓縮到單個神經(jīng)細(xì)胞中并且轉(zhuǎn)化成更高的功能,這是未來研究人員需要解答的問題。
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總結(jié)
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