
人类大脑的神经元和神经胶质细胞一样多。这些细胞被分为四大类:小胶质细胞、星形胶质细胞、NG2胶质细胞和少突胶质细胞。少突胶质细胞的功能主要是一种细胞绝缘带:它们形成长长的卷须,主要由脂肪样物质组成,不导电。它们包裹在轴突周围,轴突是神经细胞发送电脉冲的延伸部分。这样可以防止短路并加速信号转发。
另一方面,星形胶质细胞为神经细胞提供能量:通过它们的附属物,它们与血管接触,并从血管中吸收葡萄糖。然后它们将其传输到两个神经元之间的界面,即突触。在此之前,它们将部分糖转化为其他富含能量的分子。
丘脑也被称为“意识之门”。它接收的感觉信号包括来自耳朵、眼睛和皮肤的信号。然后将它们转发到大脑皮层各自负责的中心。只有这样,我们才能意识到这些信息,例如乐器的声音。
人们早就知道星形胶质细胞可以形成紧密的连接:它们通过隧道状耦合建立细胞间网络。分子可以通过这些“间隙连接”从一个细胞迁移到另一个细胞。几年前,Steinh?user和他的同事们能够证明在丘脑的这些网络中也有少突胶质细胞,大约和星形胶质细胞一样多。细胞以这种方式形成一个巨大的网络,神经科学家也称之为“泛神经网络”(“pan”来自希腊语,意思是“全面的”)。
然而,在其他区域,神经网络主要由偶联的星形胶质细胞组成。“我们想知道为什么这里的情况不同,”Steinh?user研究小组的Camille Philippot博士解释说,他负责了大部分工作。Philippot强调:“我们的研究结果表明,高能化合物通过这个网络从血管到达突触。”“少突胶质细胞在这个过程中似乎是不可或缺的。”
例如,研究人员能够在老鼠身上证明这一点,在老鼠身上,少突胶质细胞无法参与网络,因为它们缺乏适当的通道。在这些小鼠中,能量分子不再以足够的数量到达突触。如果星形胶质细胞缺乏适当的连接,情况也是如此。“丘脑显然需要两种类型的细胞进行运输,”Steinh?user总结道。
研究人员还展示了这种能量供应中断对神经元信息处理的影响。突触是两个神经元相遇的地方——一个发送细胞和一个接收细胞。当来自传递细胞的脉冲到达突触时,它会将信使分子释放到突触间隙中。这些神经递质停靠在受体细胞上,在那里触发电信号,即突触后电位。
当这些信号产生时,钾离子和钠离子穿过受体细胞的细胞膜——钠离子向内,钾离子向外。这些,就像神经递质一样,必须再次被泵回。“为此,神经元需要能量,”Steinh?user解释说,他也是波恩大学“生命与健康”跨学科研究领域的成员。“当能量不足时,泵送活动就会停止。”在实验中,“饥饿”的神经元因此在几分钟后就不再能够产生突触后活动。








