浙江日报 数字报纸


00014版:人文·好奇

复旦学者发现灵长类大脑发育规律

大脑之谜,我能更懂你

  本报记者 陈宁

  通讯员 孙国根 陶伟烁

  大脑,是人类最复杂的器官,它不仅“掌管”着你的喜怒哀乐,还成为许多疑难杂症的“发源地”。在科学家的眼里,这里暗藏着一个个有待解开的谜题。

  近日,复旦大学脑科学研究院、复旦大学医学神经生物学国家重点实验室杨振纲课题组,在大脑皮质发育研究方面取得了新的进展。他们发现了同为灵长类的人类和猕猴的“大脑皮质的抑制性神经元”的起源部位。这意味着,癫痫、自闭症等类似脑疾病的治疗有了全新的思路。

  这一成果在国家自然基金委、科技部973项目和国家重点实验室开放课题基金等资助下完成,历时3年,目前该研究已在线发表在国际知名学术刊物《自然神经科学》(Nature Neuroscience)杂志上。11月9日,国际神经科学年会在美国加州召开,这一成果引起了与会专家的关注。

  人的大脑,由上百亿的神经元(神经细胞)组成。早期的研究发现大脑皮质(即大脑表层)主要由两类神经细胞构成,一类叫兴奋性神经细胞,占比80%。另一类是抑制性神经细胞,只占20%。

  在正常情况下,这两类细胞会互相自我调控,使大脑处于一种兴奋和抑制的动态平衡。一旦这一平衡被打破,就可能导致大脑疾病的发生,比如“少数派”抑制性神经细胞发育异常或减少等,就会导致大脑内某一脑区过度兴奋而诱发癫痫,约40%的自闭症儿童常伴有癫痫。

  那么,这些“少数派”究竟源自何处?追溯到它们的发源地,将为癫痫和自闭症等脑类疾病开辟一条新的“攻克”之路。但是长期以来,在大脑发育研究领域,科学界一直在为此困扰。甚至很长一段时间内,科学界存在着一个误区——大脑皮质本身可以产生抑制性神经细胞。

  杨振纲课题组却得出了一个全新的结论:大脑皮质本身几乎不产生抑制性神经细胞。

  为搞清楚“来源”的难题,杨振纲课题组通过观察灵长类胚胎和成年大脑内多种转录因子的表达模式,结合脑片离体培养和实时影像观测等,终于发现大脑皮质抑制性神经元起源于胚胎时期的基底神经节隆起部位。但是该部位远离大脑皮质,抑制性神经细胞是怎么过来的呢?

  追根溯源,课题组发现,原来抑制性神经细胞具有远距离迁移的能力,它们通过“长途跋涉”抵达大脑皮质,最终“定居”下来,并与兴奋性神经细胞整合后形成神经环路,神经环路“运转”平稳与否,是大脑发挥正常功能的重要基础,也正是这一环路最终起到了维持大脑皮质兴奋和抑制的动态平衡。

  这一揭示的“来源学说”的重要意义何在?此后的相关研究中,可以从此类细胞的起源出发地(即胚胎时期的基底神经节隆起部位)获取到产生此类细胞的神经干细胞后进行移植。

  也就是说,如果把抑制性神经细胞移植到癫痫病灶区,由于此类细胞具有远距离迁移能力,并能够于大脑皮质兴奋性神经细胞形成环路,从而可以对兴奋性神经细胞进行有效的“抑制”,使其不再过度兴奋,达到缓解癫痫、帕金森等脑部疾病症状的目的。

  据了解,目前该课题组已经在小鼠癫痫模型尝试移植抑制性神经细胞,并已取得一定的疗效。相关深入研究工作正在进行中。


浙江日报 人文·好奇 00014 大脑之谜,我能更懂你 2013-11-11 3218903 2 2013年11月11日 星期一