6月18日

“战或逃”化学物质使细胞做好准备，使大脑从压抑状态转变为警觉状态

约翰霍普金斯大学的一项新研究表明，老鼠神经元周围的脑细胞不仅仅是用来填充空间的。根据研究人员的说法，这种细胞被称为星形胶质细胞，因为它们的星形外观，可以监测和响应附近的神经活动，但只有在被“战斗或逃跑”化学物质去甲肾上腺素激活后才会发生。由于星形胶质细胞可以改变神经元的活动，研究结果表明，星形胶质细胞可能有助于控制大脑的专注能力。

这项研究包括在很长一段时间内观察活跃的活体小鼠大脑中的细胞。基因工程小鼠和先进显微镜的结合使研究人员能够可视化大脑不同区域星形胶质细胞网络的活动，以了解这些丰富的支持细胞是如何被控制的。

科学家们监测了大脑中负责控制运动区域的星形胶质细胞，发现当老鼠在跑步机上行走时，这些细胞的活动经常增加——但并非总是如此，有时星形胶质细胞在动物不运动时也会变得活跃。研究人员认为，这种一致性的缺乏表明，星形胶质细胞并没有像之前认为的那样对附近的神经元做出反应。

同样，当老鼠受到光刺激时，大脑视觉处理区域的星形胶质细胞不一定会变得活跃，但它们有时也会活跃，即使是在黑暗中。当他们测试星形胶质细胞在对附近的神经元做出反应之前需要一个信号来“唤醒它们”的想法时，研究小组解决了这两个谜团。这就是他们如何发现去甲肾上腺素——大脑广泛分布的“战或逃”信号——使两个位置的星形胶质细胞“监听”附近的神经元活动。

“星形胶质细胞是大脑中最丰富的细胞之一，但我们对它们是如何控制的以及它们是如何促进大脑功能的知之甚少，”领导这项研究的神经科学教授德怀特·伯格尔斯博士说。“由于记忆的形成和大脑的其他重要功能需要注意力的状态，我们有兴趣了解更多关于星形胶质细胞如何帮助创造这种状态。”

例如，Bergles说:“我们知道星形胶质细胞可以调节局部血液流动，为…提供能量神经元释放信号分子改变神经元活动。它们可能会做任何一件或所有这些事情来回应被激活。也有可能是它们充当了一种扩音器，将局部去甲肾上腺素信号广播到大脑中的每个神经元。”无论情况如何，研究人员现在知道了这一点星形胶质细胞不是游手好闲的人。这种研究动物做不同事情时星形胶质细胞网络活动的能力将有助于揭示这些是如何细胞导致大脑函数。