| 神经因子与大脑通讯(一) |
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人类的大脑称得上是令人叹为观止的自然奇迹。它由一百亿个神经细胞组成,另外还有一万亿个支持细胞对神经细胞起保护和营养作用。从每一个神经元均伸出一条灵敏的“通讯电缆”--轴突。轴突就像巨大的橡树树冠一样,不断地劈叉、分支、再劈叉,使得每个神经元通过突触与另外上千个神经元发生联系。每个颅腔内的全部突触连接要比划过夜空的星星还要多。
研究大脑发育的神经科学家们,长期以来一直在探索惊人的神经通路最初是怎样形成的。他们一直在努力确定其有轴突导向作用的各种信号。未成熟神经细胞柔弱的轴突在这些信号的引导下,试探地穿行于正处于发育阶段、仍是一片纷乱的大脑之中,最终抵达适当的目的地。一旦轴突的末端找到了其正确的栖息地,它就开始与周围神经元建立尽可能广泛的突触联系,以便传导信息。只有当神经元的轴突固定下来了,大脑才能开始对周围的世界进行登记:去看、去想、去感受、去了解大脑本身等等。
麻省理工学院的发育神经生物学家H·罗伯特·霍维茨博士说:“是哪些化学信号对未成熟轴突起到向导作用?对它们进行确定,是我们长期梦寐以求的目标。”
斯坦福大学的发育神经生物学家苏珊·麦克耐尔博士说:“这是我们这一领域一百年来最典型的问题之一。”
现在,百年的努力最终开始开花结果了,加州大学洛杉矶分校的马克·塔西尔-拉维格博士、蒂托·塞雷菲尼博士,以及他们的同事,在《细胞》杂志上发表了两篇论文,文中宣布,已经在脊椎动物中发现了头两个轴突导向因子(脊椎动物指包括人类在内的、具有脊柱和中枢神经系统的动物)。这两种因子是蛋白质,是人胚发育还不到一个月,不足橡皮大时,其雏形神经系统生成的。它们从其产生的部位向外周扩散,有助于引导脊髓的接线到达大脑中枢合适部位,即最终接受冷、热、痛等感觉信息的地方。
新发现的因子,看来也控制着中枢神经系统其他主要区域的轴突运动,包括后脑和中脑。即使神经元的转运系统没有数百个因子,肯定也有几十个,而新发现的因子则只是其中的两个。当轴突在胚胎脑组织中不断地躁动迁移时,这些分子物质则引导、指引、增强和抑制这些千百万个轴突的移动。
研究人员根据梵文中一个意为“指导者”的词将这两种因子命名为指导因子-1和指导因子-2。他们的研究,证实了传说中著名的神经生物学家桑蒂戈·雷蒙·Y·卡杰在1892年的预言。当时他提出,轴突找寻它们的目的地就像由猎人牵着的猎犬那样,先是嗅出其周围环境中的化学物质,然后在其指引下前进。而“指导者”因子就像是为猎犬所知的嗅迹一样,它们告诉轴突:“对了,你的路线是正确的。”或“现在你应该急转向右然后向北走。”所以,这些因子被称为向化性因子。他们是指导轴突转向和弯曲的化学物质,同时也是生长刺激物,促使轴突在迁移时加长。 |
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