神经生物学:支持受损的大脑
一项新的研究表明,当移植到成年小鼠视皮层的受损区域时,胚胎神经细胞可以在功能上整合到局部神经网络中。
神经元移植(蓝色)以非常特异的方式与成年小鼠脑中的宿主神经元(黄色)连接,重建损伤后丢失的神经网络。
一项新的研究表明,当移植到成年小鼠视皮层的受损区域时,胚胎神经细胞可以在功能上整合到局部神经网络中。
当谈到从侮辱中恢复时,成年人的大脑几乎没有能力来补偿神经细胞的损失。因此,生物医学研究人员和临床医生正在探索使用移植的神经细胞替代由于创伤或疾病而无法修复的神经元的可能性。以前的研究表明,通过将胎儿神经细胞移植到受损的神经网络中,有可能通过获得性脑疾病来弥补至少一些临床症状。然而,尚不清楚移植的完整神经元是否可以充分整合以导致损伤网络的恢复功能。现在,位于慕尼黑大学慕尼黑分校,Martinsried的马克斯普朗克神经生物学研究所和亥姆霍兹中心慕尼黑的研究人员已经证明,在小鼠中,移植的胚胎神经细胞确实可以以这样的方式结合到现有网络中,即它们正确地执行最初在该位置发现的受损细胞所执行的任务。这项工作对于所有获得性脑疾病的潜在治疗非常重要,包括阿尔茨海默氏症或帕金森病等神经退行性疾病,以及中风和创伤,因为每种疾病状态都会导致大规模,不可逆转的神经细胞丧失和获得对于受影响的人来说,这通常是一种终生的神经缺陷。
在自然界发表的研究中慕尼黑路德维希马克西米利安大学,马克斯普朗克神经生物学研究所和HelmholtzZentrumMünchen的研究人员特别询问移植的胚胎神经细胞是否能在功能上融入成年小鼠的视觉皮层。“大脑的这个区域是进行此类实验的理想选择,”该研究的联合负责人MagdalenaGötz与MarkHübener一起表示。Hübener是神经生物学MPI教授Tobias Bonhoeffer教授(Synapses - Circuits - Plasticity)的小鼠视觉皮层结构和功能方面的专家。正如Hübener所解释的那样,“我们对这个区域神经细胞的功能以及它们之间的联系非常了解,我们可以很容易地评估植入的神经细胞是否真正执行了网络正常执行的任务。
然后,该团队继续首次描述了移植神经元所建立的更广泛的连接模式。令人惊讶的是,他们发现来自移植的未成熟神经元的锥体细胞与整个大脑中的适当神经细胞形成功能性连接。换句话说,他们收到的输入与网络中的前辈完全相同。此外,他们能够处理该信息并将其传递给下游神经元,这些神经元也以正确的方式进行区分。“这些研究结果表明植入的神经细胞已经高度精确地融入神经网络中,在正常情况下,新的神经细胞永远不会被整合到其中,”Götz解释道,他在Helmholtz Zentrum和LMU的工作重点是寻找替代中枢神经系统中丢失的神经元的方法。新的研究表明,未成熟的神经元能够正确地响应成年哺乳动物大脑中的分化信号,并且可以关闭现有神经网络中的功能缺口。该研究得到了DFG对SFB 870“神经元电路的组装和功能”的资助。
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