老鼠植入人腦細胞后變聰明

 一項新研究發(fā)現，把人腦細胞植入老鼠體內可使這些動(dòng)物更快學(xué)習新事物?？茖W(xué)家表示，他們把人體中樞神經(jīng)系統中的膠質(zhì)細胞植入動(dòng)物體內，發(fā)現這些人體細胞影響動(dòng)物大腦的通訊能力。他們說(shuō)，這一發(fā)現可能對了解人腦進(jìn)化具有重要意義。

這些研究人員認為，星形膠質(zhì)細胞的進(jìn)化可能是眾多造成人類(lèi)發(fā)展中更高認知功能和使人類(lèi)不同于其他物種的關(guān)鍵事件的其中之一。這項新研究的負責人、羅徹斯特大學(xué)醫學(xué)中心神經(jīng)專(zhuān)家史蒂文-高曼表示：“我們認為，我們的研究zui早證明了人體膠質(zhì)細胞具有*功能優(yōu)勢。”

這些發(fā)現于人體中樞神經(jīng)系統的細胞直到zui近才被認為是“管家”細胞。該發(fā)現還可能表明膠質(zhì)細胞在疾病的形成中扮演重要角色。高曼說(shuō)：“這一重要發(fā)現還向我們提供一個(gè)有助于研究大量在形成過(guò)程中膠質(zhì)細胞扮演角色的疾病的全新模型。”相比其他物種，人腦中的星形膠質(zhì)細胞更多、更大和更具多樣性。

在人體內，星形膠質(zhì)細胞個(gè)體以許多可同時(shí)連接大量神經(jīng)細胞的纖維呈現出來(lái)。尤其在星形膠質(zhì)細胞的突觸中，兩個(gè)相鄰的神經(jīng)細胞連在一起。所以相比老鼠而言，人體星形膠質(zhì)細胞個(gè)體調整數千個(gè)突觸活性的幾率更大。正是這一觀(guān)察結果才使科學(xué)家產(chǎn)生進(jìn)行這項研究的想法。他們發(fā)現，人體星形膠質(zhì)細胞可能在調整更高認知功能中扮演一個(gè)重要角色。

實(shí)驗中科學(xué)家把膠質(zhì)細胞植入老鼠體內，結果顯示這些細胞影響潛在的神經(jīng)活動(dòng)模式。高曼說(shuō)：“我們擁有先進(jìn)的認知處理能力，不僅是因為我們神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的大小和復雜性，還因為取決于膠質(zhì)細胞的功能性能力和協(xié)調能力的增加。”

這個(gè)科研小組決定通過(guò)觀(guān)察人體膠質(zhì)細胞和老鼠正常神經(jīng)細胞共存時(shí)出現的結果，以便了解這些細胞是否為人腦提供*能力。他們把膠質(zhì)細胞植入新生老鼠腦中。老鼠成熟時(shí)，人體膠質(zhì)細胞超過(guò)老鼠與生俱來(lái)的膠質(zhì)細胞，同時(shí)沒(méi)有對現有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )造成傷害。高曼表示：“人體膠質(zhì)細胞基本上占據老鼠神經(jīng)細胞的突觸。實(shí)際上，這個(gè)通訊點(diǎn)上的所有膠質(zhì)細胞和一大部分星形膠質(zhì)細胞都來(lái)自被植入的人體細胞。與此同時(shí)，它們的發(fā)育和行為本質(zhì)上和人腦中的一樣。”

這個(gè)科研組然后開(kāi)始檢查這些細胞對動(dòng)物大腦產(chǎn)生的功能影響，尤其是大腦形成新記憶和學(xué)些新任務(wù)的能力。他們發(fā)現，老鼠大腦功能的兩個(gè)重要指示器在人體膠質(zhì)細胞作用下得到明顯改善。這些研究人員先是注意到，被植入人體細胞的老鼠的腦波傳遞速度比正常老鼠更快，同時(shí)更類(lèi)似于人腦組織。接下來(lái)，他們發(fā)現一個(gè)測量神經(jīng)細胞在大腦停留時(shí)間的過(guò)程受到短暫電刺激的影響。另外，科學(xué)家還發(fā)現被植入人體細胞的老鼠在成長(cháng)過(guò)程中表現出更好的學(xué)習能力。

根據這些發(fā)現，科研組用一系列旨在測試記憶和學(xué)習能力的行為任務(wù)對這只老鼠進(jìn)行評估。他們發(fā)現，這只被植入人體細胞的老鼠變成更快速的學(xué)習者，而完成各種任務(wù)的速度比未被植入人體膠質(zhì)細胞的老鼠快很多。高曼說(shuō)：“我們的研究結果表明，這些老鼠現有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )內的可塑性和學(xué)習能力明顯提高，本質(zhì)上改變它們的功能性能力。這意味著(zhù)人體膠質(zhì)細胞在智慧能力和認知處理中扮演著(zhù)一個(gè)種特異角色。盡管一段時(shí)間以來(lái)科學(xué)家認為它可能是存在的，但我們的研究為它提供zui早的證據。”這些研究人員指出，他們的發(fā)現為醫學(xué)界提供一個(gè)了解和治療神經(jīng)障礙的新工具。