髓鞘缺失扰乱大脑节律
荷兰神经科学研究所 - 荷兰皇家科学院
我们的神经细胞被一层保护层（髓鞘）所包围。这层保护层使信号能够在细胞之间极其快速地传递。但是，当这层保护层从负责长距离传递信号的神经细胞上缺失时会发生什么？马滕·科尔（Maarten Kole）的研究团队在小鼠身上研究了这个问题，特别关注了从大脑外层传递到丘脑的神经纤维，丘脑是大脑深处中间的一个关键交换站。
处理感官信息涉及大脑外层（大脑皮层）和丘脑之间的持续通信。例如，当小鼠用胡须探索环境时，就会发生这种交换。这种相互作用被称为皮质丘脑环路。
这些环路还帮助人类处理感官信息并执行各种认知任务。在多发性硬化症（MS）中，髓鞘损伤可能导致认知障碍，例如无法回忆熟悉的名字。
在这些环路中对信息交换最重要的神经细胞是位于大脑皮层第五层的那些细胞。"我们实际上对这些细胞非常了解，但我们不知道髓鞘在向丘脑传递信息过程中的作用，"荷兰神经科学研究所的团队负责人马滕·科尔解释道。
针对性髓鞘降解
为了探索这一作用，研究人员施用了一种分解髓鞘的有毒物质。他们原本预计这会导致整个神经纤维失去髓鞘。但相反，降解只发生在最靠近细胞体的部分。
这意味着这种方法主要模仿了多发性硬化症在细胞体所在区域的发展方式：所谓的灰质病变。在这种病变中，认知问题通常更为严重，预后更差。在这种情况下，多发性硬化症患者无法再正确地定向自己，在驾驶时发现问题，并难以回忆熟悉的人的名字。
缺失的代码片段
研究人员发现，髓鞘缺失导致向丘脑的信号传输变慢且不一致。"我们预料到了这一点，因为众所周知髓鞘对快速信号传输至关重要，"科尔解释道，"但对我们来说新奇的是，我们完全失去了第一波信号"。
"你可以将其比作超市中的条形码：扫描仪只有在扫描整个条形码时才能识别产品。但如果你错过了髓鞘的第一部分，那么你基本上跳过了条形码的第一个黑条。因此，你无法再扫描到正确的产品"。
无法识别的环境
但这段缺失代码的确切影响是什么？当小鼠的胡须触碰到物体时，大脑皮层中的细胞充当丘脑的放大器。这种放大帮助小鼠更准确地确定触碰物体的时间和位置。
"我们看到这种放大仍在发生，但准确性降低。因此，这两个大脑区域之间的通信环路被破坏，大脑失去了跟踪能力。小鼠仍然可以用胡须感觉到某物，但无法准确识别何时或何物，"科尔解释道。
这意味着什么？
深入了解这些特定神经细胞的解剖结构和工作原理对未来的研究至关重要。"我们已经知道一段时间了，这些细胞以一种非常特殊的方式被髓鞘包裹，"科尔承认道。"这是少数几种细胞类型中，特别第一部分被如此特殊隔离的。现在我们终于明白为什么是这样了"。
这一知识为我们理解灰质病变发展出的症状奠定了基础。我们知道大脑不断生成神经编码。当这些神经细胞上的髓鞘丢失时，编码会发生变化，大脑中的通信被破坏。这导致认知问题，例如难以定向自己。
未来，科尔的团队希望研究如何恢复该区域的髓鞘损伤。这样，与多发性硬化症中灰质病变相关的严重症状有朝一日可以得到缓解。
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