你的星形胶质细胞可以帮助解决这个问题

周一早上，一大堆收件箱让你头晕目眩。您花点时间喘口气，头脑清醒到可以一封一封地查看电子邮件。这种镇静作用的产生要归功于一种新发现的大脑回路，该回路涉及一种鲜为人知的脑细胞类型，即星形胶质细胞。根据加州大学旧金山分校的最新研究，星形胶质细胞会调节并调节过度活跃的神经元之间的交流。

星形胶质细胞 Ca 2+和行为状态的解剖。(a) 具有代表性的 2P 平均投影图像来自体内星形胶质细胞 GcaMP6f 的十分钟记录（左，比例尺 = 100 µm）。AQuA在整部电影中检测到大（中）和小（右）星形胶质细胞 Ca 2+事件，即使它们在空间上重叠。箭头表示两对空间重叠的事件（箭头 1 和 3，以及箭头 2 和 4）。(b) (a) 中显示的 AQuA 事件的轨迹，AQuA 检测到的事件的时间段以红色突出显示。(c) 与图 1c 相关：单个星形胶质细胞 Ca 2+事件与瞳孔直径相关性更好（左，n = 1.2e 4 Ca 2+事件，单侧 Kruskal-Wallis 检验）并且瞳孔直径滞后比轮速更短（右，瞳孔 n = 9.6e 3，轮 n = 8.3e 3，秩和检验）。(d) 与图 1d 相关：运动期间 (n = 100) 和静止期间 (n = 76) 的平均瞳孔直径。(e) 按瞳孔直径和运动对行为状态进行分类。(f) 与运动相关的扩张（n = 136 次扩张，红色，箱线图显示中值和 IQR）相比，静止期间（n = 261 次扩张，蓝色）瞳孔扩张更小（左）和更短（右，秩和检验）有胡须到 1.5 * IQR，双侧秩和检验）。(g) 与图 1l 相关：左：运动持续时间 (n = 104) 与最大轮速（顶部）和瞳孔直径（中间）相关，但与最大星形胶质细胞 Ca 无关2+（底部）。右图：最大轮速（上）、瞳孔直径（中）和星形胶质细胞 Ca 2+（下）的潜伏期与运动持续时间密切相关。(h)右侧 (g) 中的延迟与运动回合持续时间之间的r 2热图摘要。

这种新的大脑回路在 2023 年 3 月 30 日发表，它在调节注意力和感知方面发挥着作用，并且可能是治疗注意力障碍（如 ADHD）的关键，尽管对神经元的作用。

科学家发现，去甲肾上腺素是一种神经递质，可以被认为是大脑的肾上腺素，它向神经元发送一种化学信息以提高警觉性，同时向星形胶质细胞发送另一种化学信息以使过度活跃的神经元平静下来。

“当你感到震惊或不知所措时，你的大脑中会发生太多的活动，以至于你无法接收更多信息，”生物化学和生物物理学助理教授、论文资深作者 Kira Poskanzer 博士说。研究。

在这项研究之前，人们一直认为随着大脑中去甲肾上腺素的消散， 大脑活动会随着时间的推移而平静下来。

Poskanzer 说：“我们已经证明，事实上，是星形胶质细胞拉动了手刹，使大脑进入更放松的状态。”

丢失的一块

星形胶质细胞是以网格状图案编织在大脑神经元之间的星形细胞。它们的许多星形臂将单个星形胶质细胞连接到数千个突触，这些突触是神经元之间的连接。这种安排使星形胶质细胞能够窃听神经元并调节它们的信号。

这些细胞传统上被认为是神经元的简单支持细胞，但过去十年的新研究表明，星形胶质细胞对多种神经递质有反应，并可能在阿尔茨海默病等神经系统疾病中发挥关键作用。

Michael Reitman 博士他想知道星形胶质细胞活动是否可以解释大脑如何从去甲肾上腺素爆发中恢复过来。

“在解释我们的大脑如何从急性压力中恢复过来时，似乎缺少了一个核心部分，”雷特曼说。“附近还有这些其他细胞，它们对去甲肾上腺素敏感，可能有助于协调它们周围的神经元正在做的事情。”

感知的守门人

该团队专注于理解感知，或大脑如何处理感官体验，这可能会因人（或任何其他动物）当时所处的状态而大不相同。

例如，如果您在室内舒舒服服地听到雷声，那声音可能看起来很放松，您的大脑甚至可能会将其排除在外。但是，如果您在远足时听到同样的声音，您的大脑可能会变得更加警觉并专注于安全。

“我们对感官刺激的感知存在这些差异，是因为我们的大脑根据我们所处的环境和状态以不同方式处理信息，”Poskanzer 说，他也是 Kavli 基础神经科学研究所的成员。

“我们的团队正试图了解在这些不同的情况下，这种处理在大脑中看起来有何不同，”她说。

完成拼图

为此，Poskanzer 和 Reitman 研究了老鼠在给予一种药物时的反应，这种药物刺激与对去甲肾上腺素有反应的相同受体。然后他们测量了老鼠瞳孔放大的程度，并观察了视觉皮层中的大脑信号。

但他们的发现似乎违反直觉：药物没有刺激老鼠，反而让它们放松。

Poskanzer 说：“考虑到我们现有的模型，这个结果真的没有意义，这让我们想到另一种细胞类型可能在这里很重要。” “事实证明，这两个东西在反馈回路中结合在一起。考虑到每个星形胶质细胞可以与多少神经元交谈，这个系统使它们成为我们感知的非常重要和微妙的调节器。”

研究人员怀疑星形胶质细胞可能对大脑中的其他神经递质起着类似的作用，因为能够从一种大脑状态平稳过渡到另一种大脑状态对于生存至关重要。

Poskanzer 说：“我们没想到这个周期会是这样，但现在看来很有意义。”