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老鼠植入人腦細(xì)胞后變聰明
發(fā)布時間： 2013-05-07 點擊次數(shù)： 1492次一項新研究發(fā)現(xiàn)，把人腦細(xì)胞植入老鼠體內(nèi)可使這些動物更快學(xué)習(xí)新事物?？茖W(xué)家表示，他們把人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的膠質(zhì)細(xì)胞植入動物體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)這些人體細(xì)胞影響動物大腦的通訊能力。他們說，這一發(fā)現(xiàn)可能對了解人腦進(jìn)化具有重要意義。
這些研究人員認(rèn)為，星形膠質(zhì)細(xì)胞的進(jìn)化可能是眾多造成人類發(fā)展中更高認(rèn)知功能和使人類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(fù)責(zé)人、羅徹斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心神經(jīng)專家史蒂文-高曼表示：“我們認(rèn)為，我們的研究zui早證明了人體膠質(zhì)細(xì)胞具有*功能優(yōu)勢。”
這些發(fā)現(xiàn)于人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞直到zui近才被認(rèn)為是“管家”細(xì)胞。該發(fā)現(xiàn)還可能表明膠質(zhì)細(xì)胞在疾病的形成中扮演重要角色。高曼說：“這一重要發(fā)現(xiàn)還向我們提供一個有助于研究大量在形成過程中膠質(zhì)細(xì)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(xì)胞更多、更大和更具多樣性。
在人體內(nèi)，星形膠質(zhì)細(xì)胞個體以許多可同時連接大量神經(jīng)細(xì)胞的纖維呈現(xiàn)出來。尤其在星形膠質(zhì)細(xì)胞的突觸中，兩個相鄰的神經(jīng)細(xì)胞連在一起。所以相比老鼠而言，人體星形膠質(zhì)細(xì)胞個體調(diào)整數(shù)千個突觸活性的幾率更大。正是這一觀察結(jié)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(xiàn)，人體星形膠質(zhì)細(xì)胞可能在調(diào)整更高認(rèn)知功能中扮演一個重要角色。
實驗中科學(xué)家把膠質(zhì)細(xì)胞植入老鼠體內(nèi)，結(jié)果顯示這些細(xì)胞影響潛在的神經(jīng)活動模式。高曼說：“我們擁有先進(jìn)的認(rèn)知處理能力，不僅是因為我們神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的大小和復(fù)雜性，還因為取決于膠質(zhì)細(xì)胞的功能性能力和協(xié)調(diào)能力的增加。”
這個科研小組決定通過觀察人體膠質(zhì)細(xì)胞和老鼠正常神經(jīng)細(xì)胞共存時出現(xiàn)的結(jié)果，以便了解這些細(xì)胞是否為人腦提供*能力。他們把膠質(zhì)細(xì)胞植入新生老鼠腦中。老鼠成熟時，人體膠質(zhì)細(xì)胞超過老鼠與生俱來的膠質(zhì)細(xì)胞，同時沒有對現(xiàn)有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)造成傷害。高曼表示：“人體膠質(zhì)細(xì)胞基本上占據(jù)老鼠神經(jīng)細(xì)胞的突觸。實際上，這個通訊點上的所有膠質(zhì)細(xì)胞和一大部分星形膠質(zhì)細(xì)胞都來自被植入的人體細(xì)胞。與此同時，它們的發(fā)育和行為本質(zhì)上和人腦中的一樣。”
這個科研組然后開始檢查這些細(xì)胞對動物大腦產(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(xiàn)，老鼠大腦功能的兩個重要指示器在人體膠質(zhì)細(xì)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(xì)胞的老鼠的腦波傳遞速度比正常老鼠更快，同時更類似于人腦組織。接下來，他們發(fā)現(xiàn)一個測量神經(jīng)細(xì)胞在大腦停留時間的過程受到短暫電刺激的影響。另外，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)被植入人體細(xì)胞的老鼠在成長過程中表現(xiàn)出更好的學(xué)習(xí)能力。
根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)，科研組用一系列旨在測試記憶和學(xué)習(xí)能力的行為任務(wù)對這只老鼠進(jìn)行評估。他們發(fā)現(xiàn)，這只被植入人體細(xì)胞的老鼠變成更快速的學(xué)習(xí)者，而完成各種任務(wù)的速度比未被植入人體膠質(zhì)細(xì)胞的老鼠快很多。高曼說：“我們的研究結(jié)果表明，這些老鼠現(xiàn)有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的可塑性和學(xué)習(xí)能力明顯提高，本質(zhì)上改變它們的功能性能力。這意味著人體膠質(zhì)細(xì)胞在智慧能力和認(rèn)知處理中扮演著一個種特異角色。盡管一段時間以來科學(xué)家認(rèn)為它可能是存在的，但我們的研究為它提供zui早的證據(jù)。”這些研究人員指出，他們的發(fā)現(xiàn)為醫(yī)學(xué)界提供一個了解和治療神經(jīng)障礙的新工具。