神经科学家在创伤性脑损伤后绘制了大脑地图
来自加州大学欧文分校的科学家们发现，大脑某一部分的损伤会改变整个大脑神经细胞之间的连接。这项新研究于本周发表在自然通讯．
在美国，每年有近200万美国人患有心脏病创伤性脑损伤(创伤性脑损伤)。幸存者可能终生患有身体、认知和情感上的残疾。目前还没有治疗方法。
神经科学家面临的最大挑战之一是完全理解创伤性脑损伤是如何改变不同细胞之间的相互交流的大脑地区。
在这项新研究中，研究人员改进了一种名为iDISCO的工艺，该工艺使用溶剂使生物样品透明。这个过程会留下一个完全完整的大脑，可以用激光照射，也可以用专门的显微镜进行3D成像。
随着大脑清理过程的增强，UCI团队绘制了神经连接贯穿整个大脑。研究人员关注的是抑制性神经元，因为这些神经元非常容易死于脑损伤．研究小组首先观察了海马体，这是大脑中负责学习和记忆的区域。然后，他们调查了前额叶皮层这是一个与海马体一起工作的大脑区域。在这两种情况下，成像显示，抑制性神经元在脑外伤后从邻近的神经细胞获得了更多的连接，但它们与大脑的其他部分断开了联系。
罗伯特·亨特博士是解剖和神经生物学副教授，也是UCI医学院癫痫研究中心主任，他的实验室进行了这项研究，他说:“我们很早就知道，不同脑细胞之间的交流在受伤后会发生非常显著的变化。但是，直到现在我们还不能看到整个大脑发生了什么。”
为了更仔细地观察受损的大脑连接，亨特和他的团队设计了一种逆转清除过程的技术，用传统的解剖方法探查大脑。
研究结果令人惊讶地表明，长投影的距离神经细胞仍然存在于受损的大脑中，但它们不再与抑制性神经元形成连接。
该研究的共同第一作者、研究生Alexa Tierno解释说:“看起来，整个大脑都在小心翼翼地重新连接，以适应损伤，不管该区域是否有直接损伤。”“但大脑的不同部分可能不像受伤前那样协同工作了。”
然后，研究人员想要确定是否有可能使抑制性神经元与远处的神经元重新连接大脑区域．为了找到答案，亨特和他的团队将新的中间神经元移植到受损的海马体中，并根据团队的研究绘制出它们之间的联系早期的研究证明中间神经元移植可以改善TBI小鼠的记忆和停止癫痫发作。
新的神经元从整个大脑中得到了适当的连接。虽然这可能意味着有可能诱导受伤的大脑自行修复这些失去的连接，但亨特说，了解移植的中间神经元如何整合到受损的大脑回路中，对于未来任何使用这些细胞进行大脑修复的尝试都是至关重要的。
亨特说:“我们的研究对我们理解抑制祖细胞将来如何用于治疗创伤性脑损伤、癫痫或其他大脑疾病是一个非常重要的补充。”“一些人提出，神经元间移植可能通过释放未知物质来增强先天再生能力，使大脑恢复活力，但我们发现，新的神经元真的是硬连接到大脑中。”
亨特希望最终能开发出针对创伤性脑损伤和癫痫患者的细胞疗法。UCI的研究小组现在正在重复使用从人体干细胞中产生的抑制性神经元的实验细胞．
亨特说:“这项工作使我们向未来基于细胞的人类治疗又迈进了一步受伤能帮助我们以极高的精确度重建受伤的大脑。然而，非常重要的是，我们要朝着这个目标明智地前进，这需要时间。”
Jan C. Frankowski博士;Shreya Pavani;Quincy Cao和David C. Lyon博士也对这项研究做出了贡献。
