中國科學家發現大腦神經突觸刪除機制

新華社杭州4月13日電(周煒、朱涵)浙江大學醫學院神經科學研究所汪浩研究員和段樹民院士合作研究發現，三磷酸腺苷(ATP)可以識別大腦中不需要的神經突觸，在大腦中按下“刪除鍵”。

該研究成果12日刊登在生命科學領域知名期刊《生命科學在線》(《eLife》)上。

一個健康的成年人的大腦中約有860億個神經元，神經元之間接觸的結構稱為神經突觸。每個神經元會和別的神經元形成大約1000個突觸。剛出生的嬰孩大腦中的突觸數量會隨著發育不斷增多，6歲時突觸數量到達頂峰。此后，大腦又會通過突觸刪除，讓這個數量降低并維持在一個比較穩定的水平。

“大腦像個復雜而精致的花園，花園里的園藝草木需要被修剪，大腦里冗余的突觸也需要被刪除。”汪浩說，成人的大腦每天都會生成和刪除大量突觸，是一種常態化的生理機制。

此前的研究發現，大腦中的星形膠質細胞和小膠質細胞，可以像清道夫一樣，通過吞噬和降解刪除不需要的神經突觸。此外，星形膠質細胞內的鈣離子濃度的升高，對星形膠質細胞行使功能起到至關重要的作用。

汪浩介紹，研究團隊在轉基因小鼠體內敲除了一個基因，使得小鼠大腦星形膠質細胞的鈣離子無法升高，于是很多本該被刪除掉的突觸都被保留了下來。研究人員在突觸過剩的小鼠大腦里補充ATP后，突觸刪除過程得到了恢復。

研究團隊發現，膠質細胞的工作原理是釋放出ATP，ATP是生物體內最直接的能量來源，它同時也作為一種化學信號分子，激活了突觸的刪除機制。

“神經突觸是我們記憶存儲的載體，突觸的生成和刪除也構成了我們大腦可塑性的基礎，突觸過剩肯定不是一件好事。”汪浩說，突觸刪除異常被認為與自閉癥和精神分裂癥有關，突觸刪除機制的研究將為這些疾病的治療提供啟發。