塔夫茨大学的研究人员发现了大脑中星形胶质细胞的电活动。图片来源：塔夫茨大学/西耶娜·弗里德
科技日报实习记者 张佳欣
据近日《自然·神经科学》杂志上的一篇论文，美国塔夫茨大学医学院的研究人员发现星形胶质细胞前所未知的新功能，其具有神经元一样的电活动，且可与神经元相互作用并改变神经元的功能。这为神经科学研究开辟了一个全新的方向，有朝一日可能会导致治疗从癫痫、阿尔茨海默病到创伤性脑损伤等多种疾病。
星形胶质细胞是神经胶质中体积最大的一种，占大脑中所有细胞的近一半，它引导轴突的生长，轴突是传导电脉冲的神经元的细长突起。它们还控制神经递质，这是一种能够在大脑和神经系统中传递电信号的化学物质。此外，星形胶质细胞建立血脑屏障，并对损伤作出反应。
论文通讯作者、医学院和生物医学研究生院的神经科学副教授克里斯·杜拉解释说：“新技术可以用光来拍摄电子活动。”因此，科学家能借助其看到并研究星形胶质细胞和神经元相互作用的电学性质，发现星形胶质细胞也是电活跃的。
神经元与神经元之间的通信是通过释放被称为神经递质的化学物质来实现的。科学家们知道，星形胶质细胞控制着神经递质，有助于确保神经元保持健康和活跃。但新研究表明，神经元也会释放钾离子，这会改变星形胶质细胞的电活动及其控制神经递质的方式。
杜拉如此描述星形胶质细胞的功能：“确保大脑中的一切都是正常的，如果出了问题，如有损伤或病毒感染，它们会检测到，试图作出反应，并保护大脑免受欺凌。我们下一步要做的是确定当这些欺凌发生时，星形胶质细胞会发生怎样的变化。”
星形胶质细胞—神经元串扰的发现提出了许多问题，即这种相互作用如何在大脑病理以及学习和记忆发展中发挥作用。
例如，在阿尔茨海默病中，星形胶质细胞并不控制神经递质，尽管这是它们的基本工作。类似的问题也出现在创伤性脑损伤和癫痫上。多年来，科学家们一直认为，这个问题可能是由于蛋白质缺失或突变导致蛋白质无法工作所致。
此外，细胞外钾在大脑中的积聚被认为是癫痫和偏头痛的致病因素。这项新研究可让人们更好地了解星形胶质细胞是如何清除这种堆积并帮助维持兴奋平衡的。
