地球与环境 2022-01-23 07:39

加州,旧金山—2021年10月19日—随着新学年的临近,我们都意识到让学生充满活力的重要性。然而,我们也知道,过度刺激的孩子会对教室造成严重破坏,让老师试图重新获得对他们群体的控制。大脑的情况也非常相似,细胞必须保持活跃,但要有序地执行许多重要的任务。

如果同时有太多的兴奋性细胞(这个比喻中的学生)开始兴奋,过度兴奋会扩散到整个神经网络(教室),导致癫痫活动。因此,抑制细胞(“老师”)会抑制兴奋以维持大脑的平衡。

如今,格莱斯顿研究所(Gladstone Institutes)的研究人员发现,降低tau蛋白的水平会改变兴奋性和抑制性细胞,使大脑更难因过度兴奋而崩溃。tau蛋白在阿尔茨海默氏症(Alzheimer’s disease)和其他神经退行性疾病中发挥作用。

“癫痫可能与许多脑部疾病有关,包括阿尔茨海默氏症和自闭症,”医学博士Lennart Mucke说,他是格拉德斯通神经疾病研究所的主任,也是发表在《细胞报告》杂志上的这项新研究的资深作者。“我们之前在小鼠模型中表明,降低tau蛋白水平使大脑对各种原因造成的癫痫更有抵抗力,但我们对其潜在机制感到困惑。我们最近的发现阐明了tau蛋白的减少如何影响不同类型的脑细胞,这些脑细胞参与了异常的网络活动。”

保持兴奋细胞和抑制细胞之间的平衡至关重要,这样大脑才能处理信息,适当地控制运动,感知事物的真实状态,而不是以一种扭曲的方式。

“我们感兴趣的疾病有一个共同点,那就是它们会导致大脑中的兴奋-抑制失衡,”穆克说,他也是约瑟夫·b·马丁神经科学杰出教授,也是加州大学旧金山分校的神经学教授。

Mucke和他的团队发现,tau蛋白水平的降低对兴奋性和抑制性细胞都有影响,但影响的方式不同。他们发现,缺乏tau蛋白的兴奋性神经元不那么活跃,而缺乏tau蛋白的抑制性神经元更容易被刺激而活跃。

总之,这些效应降低了大脑网络中的兴奋抑制比率,抵消了导致这一比率异常增加的疾病。回到课堂上的例子,减少tau蛋白的神经效应相当于让学生不那么吵闹,让教师更有效地监督他们。

就像在教室里保持平静有利于学习一样,tau蛋白减少对大脑网络的镇静作用可能会提高大脑执行其功能的能力,特别是当这种平静被疾病破坏时。这项新研究获得的见解可能有助于指导新疗法的开发,这些疗法以tau蛋白为目标,以减少一系列神经和精神疾病中的异常大脑活动。