科学家认为他们已经发现了一种以前未知的神经传播形式,它可以在脑组织中自我传播,并且可以从脑组织的一个区域的神经元无线跳跃到另一个区域 – 即使它们已被手术切断。

这一发现通过一种与传统理解机制无关的神秘过程,例如突触传递,轴突运输和间隙连接,为神经元可能彼此交谈的方式提供了一些全新的见解  。

“我们还不知道’那又怎么样?’ 完全是这一发现的一部分,“ 来自凯斯西储大学的神经和生物医学工程师Dominique Durand 说。

“但我们知道这似乎是大脑中一种全新的交流方式,所以我们对此感到非常兴奋。”

在此之前,科学家们已经知道神经通信的内容比上面提到的详细研究的连接更多,例如突触传递。

例如,几十年来研究人员已经意识到大脑表现出神经振荡的慢波,其目的我们不了解,但是当我们睡觉时它们出现在皮质和海马中,因此被假设在记忆巩固中发挥作用。

“这种输入和输出解耦慢网络节奏的功能相关性仍然是一个谜,”阿尔伯塔大学的神经科学家克莱顿迪金森解释说,他没有参与新的研究,但在一篇透视文章中对此进行了讨论。

“但这可能是通过阐明细胞和细胞间机制来解决的问题。”

为此,Durand和他的团队研究了体外慢周期活动,研究了从断头小鼠中提取的海马切片中的脑电波。

他们发现,缓慢的周期性活动可以产生电场,电场反过来激活相邻细胞,构成神经通信的一种形式,没有化学突触传递或间隙连接。

“我们已经了解这些波浪很长一段时间,但没有人知道它们的确切功能,没有人相信它们可以自发传播,” 杜兰德说。

“我一直在研究海马体,它本身只是大脑的一小部分,已有40年了,它让我感到惊讶。”

这种神经活动实际上可以通过施加弱电场来调制 – 加强或阻挡 – 并且可以是另一种称为ephaptic耦合的细胞通信方法的模拟形式。

该团队最激进的发现是,这两个电场可以通过切断的脑组织中的完整间隙激活神经元,当两个部分保持紧密物理接近时。

作者在他们的论文中解释说:“为了确保切片被完全切割,两片组织被分离然后重新结合,同时在手术显微镜下观察到明显的间隙。”

“缓慢的海马周期性活动确实会在整个切片的整个切口的另一侧产生一个事件。”

如果你认为这听起来很怪异,那么你就不是唯一一个。生物学杂志的审查委员会- 该研究已发表 – 坚持在同意打印该研究之前再次完成实验。

杜兰德等人。考虑到他们所报道的观察前所未有的奇怪现象,尽职尽责,但对所有事情都考虑得非常谨慎。

“这是一个令人痛苦的时刻,” 杜兰德说,“对于我们和迄今为止我们告诉过的每一位科学家。”

“但是,自从测试以来我们所做的每一项实验都证实了这一点。”

需要做更多的研究才能弄清楚这种奇怪的神经传播形式是否发生在人类大脑中 – 更不用说解码它所执行的确切功能了 – 但是现在,我们已经获得了各种各样的新科学。正如Dickson巧妙地观察到的那样。

“虽然[发现]与睡眠和睡眠状态下原位皮质和海马组织发生的自发性慢节律有关仍有待观察,” Dickson写道,“它们应该(并且非常字面意义)通电场。”

文章来源:sciencealert