研究表明细胞间多样性是保护大脑免受神经系统疾病的关键

2023-07-19 10:00:40
导读 大脑的细胞组成可能会改变我们理解和治疗神经精神疾病的方式,有可能为癫痫、自闭症、精神分裂症和抑郁症等疾病开辟新的治疗途径。渥太华大

大脑的细胞组成可能会改变我们理解和治疗神经精神疾病的方式,有可能为癫痫、自闭症、精神分裂症和抑郁症等疾病开辟新的治疗途径。

渥太华大学理学院发表在《美国国家科学院院刊》上的这项研究表明,大脑的生态系统及其细胞多样性如何使其保持正常功能,同时更好地应对变化、扰动或损伤。对此类“侮辱”(正如研究中所称的那样)的反应会被过于连接或过于相似的细胞放大,这使得它们的弹性较差,无法维持维持大脑功能所需的活动。

受到查尔斯·达尔文的《物种起源》和自然生态系统的生物多样性是生存关键这一观点的启发,主要作者 Jérémie Lefebvre 和他的团队使用大脑回路的数学模型来分析神经元如何响应“侮辱”以及细胞与细胞之间的反应多样性有助于防止失败。

渥太华大学大脑与思维研究所的成员 Lefebvre 表示:“我们的研究结果表明,多样性是大脑回路构成的基础、重要组成部分。”“就像生态系统的生物多样性一样,神经元的多样性也同样重要,并且代表了解释某些疾病(例如癫痫)的新方法。”

癫痫症的特点是反复发作,在此期间大脑回路变得混乱,细胞之间变得过于同步。Lefebvre 和研究团队(其中包括来自大学健康网络克伦比尔脑研究所的成员)利用电记录来探索癫痫患者的脑细胞,发现引起癫痫发作的大脑区域的细胞看起来更加相似且多样性较少。低多样性会阻碍神经元和细胞充分适应,因为大脑回路无法维持健康活动,从而导致癫痫发作。

“利用我们的跨学科方法,我们能够证明脑细胞必须彼此不同,以确保大脑在面对时间和变化时保持其功能,”生物学系副教授 Lefebvre 说。“这是一个重要的提醒,提醒我们多样性在自然系统中发挥着关键作用,以及它如何应对不可避免的变化。这不仅适用于生态系统、神经元和神经回路,也适用于人类和社区。”

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