莎拉·德格诺瓦·阿克曼《对话》 这张果蝇大脑显微镜照片中的颜色显示了大脑中不同类型的神经元及其周围的细胞
信用:莎拉·德格诺瓦·阿克曼 根据我合著的一项关于果蝇的新研究，神经可塑性——神经元根据经验改变其结构和功能的能力——可以由大脑中围绕神经元的细胞来关闭和打开
随着果蝇幼虫的衰老，它们的神经元从高度适应状态转变为稳定状态，并失去了改变的能力
在这个过程中，大脑中的支持细胞——称为星形胶质细胞——包裹着神经元发送和接收电信息的部分
当我的团队移除星形胶质细胞时，果蝇幼虫的神经元保持可塑性的时间更长，这表明星形胶质细胞以某种方式抑制了神经元的变化能力
然后我们发现了两种调节神经可塑性的特定蛋白质
为什么重要 人脑是由数十亿个神经元组成的，它们相互之间形成复杂的联系
这些联系的灵活性是学习和记忆的主要驱动力，但是如果没有严格的管理，事情可能会出错
例如，在人身上，在错误的时间过多的可塑性与大脑紊乱有关，如癫痫和阿尔茨海默氏病
此外，我们确定的两种神经可塑性控制蛋白水平的降低与自闭症和精神分裂症的易感性增加有关
同样，在我们的果蝇中，去除细胞可塑性的刹车会永久性地损害它们的爬行行为
虽然果蝇当然与人类不同，但它们的大脑工作方式与人类大脑非常相似，可以提供有价值的见解
发现这些蛋白质的作用的一个明显好处是有可能治疗一些神经疾病
但是，由于神经元的灵活性与学习和记忆密切相关，理论上，研究人员可能能够以可控的方式增强可塑性，从而增强成人的认知能力
例如，这可以让人们更容易地学习一门新的语言或乐器
随着果蝇的发育，特殊的细胞围绕着它们的神经元，似乎停止了神经可塑性
莎拉·德格诺瓦·阿克曼 我们是如何工作的 我和我的同事把我们的实验集中在一种叫做运动神经元的特定类型的神经元上
这些控制动作像果蝇的爬行和飞行
为了弄清楚星形胶质细胞是如何控制神经可塑性的，我们使用遗传工具逐个关闭星形胶质细胞中的特定蛋白质，然后测量对运动神经元结构的影响
我们发现星形胶质细胞和运动神经元通过一对特殊的蛋白质相互交流，这一对蛋白质被称为神经胶质和神经外壁
这些蛋白质本质上是运动神经元可塑性的一个关闭按钮
还有什么不为人知的 我的团队发现两种蛋白质可以控制神经可塑性，但我们不知道星形胶质细胞的这些线索如何导致神经元失去改变的能力
此外，研究人员仍然不知道为什么年轻动物的神经可塑性如此强，而成年动物的神经可塑性相对较弱
在我们的研究中，我们表明将可塑性延长到发育之后有时会对行为有害，但我们也不知道为什么会这样
在这张图片中，右边是发育中的果蝇大脑，左边是附着的神经索，星形胶质细胞用不同的颜色标记，显示了它们在神经元中的广泛分布
信用:莎拉·德格诺瓦·阿克曼 接下来是什么 我想探索为什么长时间的神经可塑性是有害的
果蝇是这项研究的伟大研究对象，因为很容易改变它们大脑中的神经连接
在我的团队的下一个项目中，我们希望确定发育过程中神经可塑性的变化如何导致行为的长期变化
还有很多工作要做，但我们的研究是利用星形胶质细胞影响成熟大脑中神经元变化的治疗的第一步
如果研究人员能够理解控制神经可塑性的基本机制，他们就离开发治疗各种神经疾病的疗法又近了一步
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