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研究新发现星形胶质将大脑“拉”在一起(大脑清理死亡神经元的画面,是怎样的?)

佚名 2024-05-25 13:22:51

研究新发现星形胶质将大脑“拉”在一起

研究显示星形胶质有助于胼胝体正确排列。

近日,刊登在《细胞—通讯》上的小鼠和人脑研究显示,随着发育,主要负责支撑脑细胞的星形神经胶质,将自己左右编织,形成跨越大脑左右半叶的轴突桥。如果没有这些星形胶质,胼胝体将无法正确排列,就会引发胼胝体发育不全和一系列发育失调。

“人们对胼胝体发育不全根源的了解非常少,并且对其如何发生的没有令人满意的解释。”该研究报告第一作者、澳大利亚昆士兰大学昆士兰脑研究所博士后ilan gobius说,“我们相信我们发现了这些失调症的重要原因之一。”

使用小鼠和人脑扫描,由昆士兰脑研究所副所长linda richards领衔的研究组发现,这些星形胶质细胞起初位于充满纤维母细胞的下部区域,但随着胎儿发育出一个分子信号路径后,星形胶质便向前移动并成熟。这时,它们开始将自己编织起来,形成一个厚厚的圆柱,“坐落”在大脑的中央,并挤压两个半叶,引起之间的缝隙收缩。

这个星形胶质圆柱就像一座为胼胝体轴突搭建的桥梁,让它们能穿越大脑两边。随着这座桥不断发育,两个脑半球间的缝隙也随之缩小,直到仅剩一小点,并且胼胝体也开始形成。

研究人员发现,当分子信号出现问题时,星形胶质细胞就无法变成多极细胞。这会阻止胼胝体带的形成,并导致胼胝体发育不全。“我们发现,如果这些星形胶质细胞不发生变化,形成胼胝体的过程也不会开始。”gobius说。

下一步,该研究组希望利用这些成果更好地诊断胼胝体发育不全等疾病。目前,医生只能利用超声波或核磁共振在胎儿发育期诊断这些疾病,但这些手段必须严格管理且精确性难以保证。

大脑清理死亡神经元的画面,是怎样的?

这个问题可以在有关的视频上查看,因为无法上传视频,所以只能用文字的方法来表达,研究人员他们观察到小胶质细胞吞噬了整个神经元及其主要分支树突,而星形胶质细胞则瞄准较小的连接树突进行清除。他们怀疑NG2 可能有助于防止死亡细胞碎片的扩散。

三种类型的胶质细胞,即小胶质细胞、星形胶质细胞和NG2 细胞,已被证明参与高度协调的细胞清除过程。这个过程既去除死亡的神经元和连接到大脑其他区域的所有通路。研究人员还证明,如果一个胶质细胞由于某种原因错过了死亡神经元,其他类型的细胞将接管它们在废物清理过程中的作用。

这表明神经胶质细胞之间正在发生某种交流。该研究的另一个有趣发现是,尽管垃圾清除细胞似乎也意识到那里有一个死亡细胞,但老年小鼠的大脑在清除死亡神经细胞方面效率较低。细胞死亡是一种进化上保守的和普遍存在的过程,发生在大多数器官系统的生命周期中,并与各种稳态功能有关。

例如发育,免疫调节和对细胞内感染病原体的抵抗,这是未来研究的好机会,让科学家们知道,随着废物处理系统开始放缓,老年人和头部创伤患者的大脑开始以各种方式变得混乱。甚至中断。也许有一天会开发新的治疗方法来代替大脑清洁过程,细胞死亡在脑部疾病中非常常见,理解这个过程将影响我们如何解决脑损伤,中风还有其他情况。

关于以上的问题今天就讲解到这里,如果各位朋友们有其他不同的想法跟看法,可以在下面的评论区分享你们个人看法,喜欢我的话可以关注一下,最后祝你们事事顺心。

16岁女孩被球踢失忆,每2小时就重置,大脑还发生过哪些无法探究的怪事?

解剖师偷走爱因斯坦的大脑用于研究。

1955年4月18日,爱因斯坦被诊断出患有主动脉瘤,18日午夜在睡梦中感到呼吸困难,主动脉瘤决裂导致大脑溢血决裂,而逝世于普林斯顿。一位名叫托马斯·哈维的大夫借剖解爱因斯坦遗体的机会,背着爱因斯坦的家人“悄悄”地取走了爱因斯坦的大脑。研讨发明爱因斯坦的大脑重量比普通人要轻,只要1230克。

举世闻名的科学家爱因斯坦1955年逝世后,普林斯顿大学的专家曾将他的大脑保存了下来,并切片成240片进行研究。最新的研究发现,爱因斯坦大脑的顶叶部位有许多山脊状和凹槽状结构,这些极其罕见的结构很可能是爱因斯坦与众不同的奥秘所在。

科学家们认为,爱因斯坦之所以会成为科学天才,这与他的大脑结构特异性密切相关,结构特异性或许是比大脑尺寸大小更为重要的因素。当然,人类大脑是一个复杂的器官,至今仍然有许多神秘的结构或原理有待科学家们去发现。通过对爱因斯坦大脑结构的研究,或许有助于进一步研究人类大脑的原理。在此之前,研究人员曾选取4名和爱因斯坦逝世时年龄相仿的男子作为参照对象,把爱因斯坦的大脑和他们的大脑进行对比研究,结果发现,除了脑细胞数量多于常人,爱因斯坦大脑星形胶质细胞突起比较大,这些胶质细胞末端的神经组织数量也较多。除此之外,人们发现爱因斯坦的大脑非常正常,要说有什么异常之处,就是他的大脑比同年龄的人更为健康,退化的迹象较少。

传说爱因斯坦的大脑结构与常人不同,那不同之处在哪里?

北京时间4月23日消息,据国外媒体报道,举世闻名的科学家爱因斯坦1955年逝世后,普林斯顿大学的专家曾将他的大脑保存了下来,并切片成240片进行研究。最新的研究发现,爱因斯坦大脑的顶叶部位有许多山脊状和凹槽状结构,这些极其罕见的结构很可能是爱因斯坦与众不同的奥秘所在。

  早在1999年,科学家们就开始对爱因斯坦的大脑进行解剖学研究。有趣的是,他们发现爱因斯坦的大脑反而比平常人要小一些。对此,研究人员解释说,“也许一两个参数并不能解释爱因斯坦的超强智力,但是他的大脑确实只有1230克,这一重量要低于现代人大脑重量的平均数。”这一发现也意味着人类有必要对爱因斯坦大脑的其他复杂特征进行深入研究,或许会有所重大发现。如果爱因斯坦整个大脑真的属于较低重量级的话,也许他的超强智力来自其他重要特征。1999年的研究小组还发现,爱因斯坦的大脑顶叶比平常人要宽15%左右。研究人员解释说,这些顶叶通常与空间意识、视觉意识以及数学能力有关系。

  近期,科学家们又在爱因斯坦大脑中发现了更多的特异性。美国佛罗里达州立大学科学家迪安-法尔克对爱因斯坦大脑的照片,尤其是大脑顶叶进行了深入研究。法尔克宣称,他在一些较为宽大的顶叶上发现了许多突起的山脊状和凹槽图案。法尔克认为,这种极为罕见的图案可能就是爱因斯坦在研究物理学过程中能够进行形象化思维的主要因素。法尔克的另一项特异性发现就是在爱因斯坦大脑的运动皮质中发现了一个球形突起物。法尔克解释了这一球形突起物的意义。“在其他研究中,也会发现相似的球形突起物。通常这种球形突起物被认为与音乐天赋有关。大家可能都了解,自从童年时期起,爱因斯坦就非常喜爱拉小提琴。”

  因此,科学家们认为,爱因斯坦之所以会成为科学天才,这与他的大脑结构特异性密切相关,结构特异性或许是比大脑尺寸大小更为重要的因素。当然,人类大脑是一个复杂的器官,至今仍然有许多神秘的结构或原理有待科学家们去发现。通过对爱因斯坦大脑结构的研究,或许有助于进一步研究人类大脑的原理。在此之前,研究人员曾选取4名和爱因斯坦逝世时年龄相仿的男子作为参照对象,把爱因斯坦的大脑和他们的大脑进行对比研究,结果发现,除了脑细胞数量多于常人,爱因斯坦大脑星形胶质细胞突起比较大,这些胶质细胞末端的神经组织数量也较多。除此之外,人们发现爱因斯坦的大脑非常正常,要说有什么异常之处,就是他的大脑比同年龄的人更为健康,退化的迹象较少。

  提出“相对论”的科学家爱因斯坦于1955年去世,死后他的大脑被人取出,之后便下落不明。爱因斯坦大脑的下落,以及这颗堪称史上最聪明的大脑到底有何过人之处,成为20世纪最传奇的谜团之一。50年后,当初被指控窃取爱因斯坦大脑的美国病理学家托马斯-哈维首次接受专访,彻底曝光整个事件的绝对内幕。最令人震惊的是,为了方便研究,哈维竟将爱因斯坦的大脑切成了240片。美国政府其实早已得知爱因斯坦的大脑成了哈维的“私有财产”,只是没有要求哈维把大脑交出来。当哈维把大脑从实验室中取出,准备横贯大陆时,负责保护大脑的美国联邦调查局大吃一惊,连忙派人秘密跟踪。哈维不知道,他从东到西走了4000公里,联邦调查局特工竟也跟踪了他4000公里。

  根据哈维的记录,爱因斯坦的脑子重1230公克,低于男人的平均值,并不出众(数学王子高斯的脑子就比较符合我们对天才的期望,重1492公克,比平均值稍高)。直到1985年,第一篇爱因斯坦大脑的研究报告才问世,这份报告是由美国加州大学柏克莱分校的神经科学家戴蒙教授领衔完成的。她的团队检验了四块爱因斯坦大脑的皮质,分别代表左右前额叶上段与顶叶下段,以另外11人做对照。

2017年诺贝奖出炉:你变丑和变笨的原因,他们终于研究出来了…

就在澳洲时间10月2日

晚上8点30分

2017年诺贝尔生理学和医学奖颁布了!


获奖者是

杰弗理·霍尔

(Jeffrey C. Hall)

迈克尔·罗斯巴殊

(Michael Rosbash)

迈克尔·杨

(Michael W. Young)



他们获奖的研究是:


为什么越来越多的人发现

自己开始变丑变胖变笨了?


而原因也很简单:熬夜!



这三位科学家深入钻研了我们的生物钟

并且阐释了它内在的原理

阐释了植物、动物

以及人类如何调节自己的 生物节律

使其与地球的旋转保持同步


同时还列出了当生物节律与地球的旋转

不同步时,所能造成的影响。


翻译成人话就是:


“他们解释了一下

为什么半夜总有人不睡觉而是修仙

以及修仙所造成的危害。”



可能有人会觉得,熬夜多大点事,自己身体好着呢,只要熬夜之后多休息,再补回来就行了呗,怎么可能还变丑变笨呢?


如果你这样想,那你可太天真了…


因为随着研究的深入,三位科学家发现, 昼夜节律的紊乱,与内分泌代谢疾病,例如肥胖、糖尿病、高血压、高血脂、严重的脑部疾病,例如阿尔茨海默病,乃至肿瘤的发生发展都有关联。


简而言之,2017年如此重磅,受全世界关注的诺贝尔医学奖,其实就在告诉所有人一件很简单的事:


在正确的时间做正确的事, 按时吃饭,到点睡觉,别熬夜了!


到底这个神奇的生物节律是怎么研究出来的呢?


/ 01 /

人体内有神奇的时钟基因


说起这三位获奖者对生物钟基因的研究,那可要从2003年开始说起了。


当时杰弗理·霍尔教授在美国加州大学旧金山分校神经科学部门进行博士后研究工作, 他研究的就是一个奇怪的经常早睡早起的家族。


这个家族成员总在凌晨3、4点起床,晚上6、7点就睡觉。这和大部分人的生活习惯大不相同。可是奇怪的是,他们这种独特的生活习惯源于家族成员身上的一种名为“PER2”的基因发生了突变, 这是一种管睡觉的基因,正是这突变导致他们的早起早睡。



研究人员为了更具体的研究这种睡觉基因,就把这种基因转到了小白鼠的身上。奇怪的事情发生了,拥有这种基因的小白鼠不仅开始早睡早起,而且吃嘛嘛香。


研究人员发现,小白鼠拥有这种睡觉基因之后,连带着管吃饭的PER1基因也突变了, 而因为吃得更多,还导致了这群小鼠发胖,肥胖问题紧随而来。


此类基因又称时钟基因。 在正常情况下,它们会在相同的时间打开和关闭,以保持睡眠和饮食周期的均衡。


但如果其中有基因发生突变,就将打破这一环节,从而使得机体的各种生物钟不能步调一致。


诺贝尔奖委员会表示:“(获奖的)杰弗里·霍尔等三人的研究是先驱性的,他们克隆出时钟基因,让大家进一步认识到这种神奇的规律现象。”。



/ 02 /

熬夜会打破人体内精妙的时钟

疾病匍匐而来


有关睡眠的奇妙故事还没完。获奖者之一的迈克尔·罗斯巴殊教授,说起了一组罕见病例。 近二十年来,各国医生发现了一些“睡不着觉的家族”,这些家族的人得了怪病,就是至少三四十年都没好好睡过。


他逐渐发现,这些罕见病人的大脑下丘脑、杏仁核等区域存 在着控制节律的基因突变或紊乱。


“我们已发现一些经典的 节律基因 ,它们很精细地工作着,相互钳制,此消彼长。它们还通过大脑神经调控着全身的器官,让大家有节律地工作着,由此也形成精妙的外周节律环,这样全身其实存在着大量的节律相关基因。


一旦打破,会出现问题,疾病可能匍匐而来。”



迈克尔·罗斯巴殊教授说,2013年,他在一项肥胖研究就发现,通过调节小鼠体内LGR4基因开关,可以影响肥胖的发生。



敲掉一个基因就会出现这个现象,而长期的昼夜颠倒、节律紊乱,就更可能引发一些不可思议的变化。


2017 年的诺贝尔生理学和医学奖得主Michael Rosbash


另一位获奖者,迈克尔·杨在2015年的一项研究中发现,由于熬夜缺乏睡眠,神经突触部分被星形胶质细胞大量吞噬。


这些星形胶质细胞像是微型的吸尘器,当大脑连接变得衰弱和分裂的时候,就会开始 清除神经突触细胞,从而减少了神经递质,导致大脑神经传导变慢、反射时间变长。所以熬夜将造成大脑开始吞噬自己。



同时,慢性睡眠限制(连续五天保持熬夜)将导致小胶质细胞激活的迹象增加。 由于小胶质细胞的低水平持续激活可导致严重的脑部疾病,例如阿尔茨海默病(老年痴呆症), 和其他形式的神经变性都观察到持续的小胶质细胞激活。


他还发现,调节节律的关键基因失效后,会促使肿瘤发生。


此外,不按时吃饭、不按时睡觉,不仅引发肥胖,还会引发糖尿病、高血压、高血脂等代谢疾病。



因为这三位得主极有创意的发现, 昼夜节律学 已经发展成为一个涉及面广且动态发展的学科领域,并且一定会对人类做出巨大贡献。


/ 03 /

生物钟研究的现代提示:

在正确的时间做正确的事


到点就该睡觉,到点就要吃饭,这个“到点”,说的就是一种节律。


许多医生在得知2017年诺贝尔奖的归属是人体节律时,他们表示,正是因为生物体这种奇妙节律现象吸引着科研人员前赴后继地投入这项研究。


始于好奇,终于使命。杰弗里·霍尔等三人,随着研究的深入 逐渐认识到,这是一把认识生命、认识疾病的重要钥匙。


节律生活,乃至天人合一,道理是古老的, 但其具体作用机制乃至影响,正被科学家逐渐认清。



倒时差、熬夜、借咖啡提神……在医生看来,现代人的很多行为与进化而成的某些节律背道而驰,对健康造成的不利影响正被逐步发现。


杰弗里·霍尔教授说,很多职业需要值班或跨时区旅行,这是对人体本身的昼夜节律,或者说生物钟的一种挑战。


“如果人体生物钟不能很好地与昼夜节律匹配,可能进一步影响机体其他功能,比如免疫和内分泌功能,影响生活质量。


对于生物节律及其基因机制的研究有助于人类更好地了解自身,有望克服昼夜节律对职业能力的限制。”



2017 年的诺贝尔生理学和医学奖得主杰弗里·霍尔(Jeffrey C. Hall)


那么,生物钟已经乱了,是不是就没救了?


并不是,人体有奇妙的自我调节功能。


“长途旅行会出现时差,对时差的调整就是人体的一种自我调节,比如在飞机上,会通过调整饮食供应时间来帮助你调节时差——本该是平时睡觉的时间,却给你来一份正点的正餐。”


杰弗里·霍尔告诉人们,这些例子提示, 良好的睡眠习惯或有规律地吃饭,会对人体的生物钟起一个重新设定的作用。


/ 04 /

直到2017年 人类才知道

一个行为可以由基因来控制


生命体适应地球环境的一个重要表现就是,感知并适应地球各种周期的变化,比如昼夜节律(夜伏昼出)、季节变化(冬眠)等。


这种行为几乎普遍存在于从低等到高等的各种生命体内,细菌、藻类,直到哺乳动物,乃至人类。


“在这一发现之前,人们从未想到过,一个行为可以由基因来控制。”


这三位获奖者在领奖时说,自从孟德尔发现遗传规律,大家知道基因可以控制生命体的一些基本特征,比如种子的大小、眼睛的颜色等,


但一种相当复杂的行为也可以由基因来控制,这还是第一次。



这也是诺贝尔奖第一次颁给昼夜节律的研究领域,尽管生命科学界的同行已经期待了好多年,感到这个领域应该获奖,因为它涉及到了如此基础的生命活动,已经成为一项经典研究。


“其实,最应该得这个奖的是美国分子生物学家西摩·本泽,他已在2007年去世。”这三位获奖者在领奖时说,“我们基本都是本泽的晚辈。”


上世纪七十年代,本泽曾在果蝇身上发现通过基因变异, 可以将果蝇的生物钟调快、调慢,甚至关闭。


虽然这未解释生物钟如何运作,但却踏出了关键一步。


在这个基础上,1984年,三位获奖者发现并克隆出了这个基因,将其命名为PER,周期基因(period gene)的缩写。


随后,他们又发现了一系列相关的生物钟基因。迈克尔·罗斯巴什解释,控制生物钟的基因仿佛构成一个钟摆,PER是其中的重要一环,而其他生物钟基因和它一起“摇摆”,来调控生命体的生物节律。


2017 年的诺贝尔生理学或医学奖得主迈克尔·罗斯巴什(Michael Rosbash)


/ 05 /

模式生物“果蝇”

摘得的第五个诺贝尔奖


这是果蝇作为模式生物,第五次帮助科学家摘得诺贝尔奖。


由于果蝇的基因组相对简单,繁殖速度又快,所以在研究很多生命现象时,它都是科学家的有力助手。此前的1933年、1947年、1995年和2011年,科学家四次因研究果蝇而摘得诺奖,今年,生物钟的研究让果蝇再次引人瞩目。


迈克尔·罗斯巴什介绍,这次的获奖者几乎都是果蝇的研究专家。他们发现携带PER基因的果蝇突变体中, 昼夜活动节律被打乱了,在本应安静的晚上,却表现得和白天一样。


经过多年持续探索,生物节律如今已成为生命科学研究中动物行为方面分子机制最为清楚的领域之一。比如,哺乳动物的PER基因有三个拷贝,这些基因上的那些氨基酸的突变会引起生命体怎样的行为,都有详细的研究,


“可以说,生物钟的研究已经深入到了原子水平。”



生物钟控制着人类的行为和代谢。控制生命节律的一个核心基因CRY最早在植物中被发现,作为蓝光受体发挥功能,后来才发现它也是生物钟中央振荡器的关键基因,参与众多生理反应调控。后来还发现它参与感应磁场,在鸟类迁徙中发挥重要功能。


迈克尔·杨教授说,我们对于人体节律的这些发现。正在解决很多实际问题,也在为个性化医疗提供可能。




2017 年的诺贝尔生理学或医学奖得主迈克尔·杨(Michael W Young)


/ 06 /

结语


顺便一提在这项研究的过程中他们也会熬夜所以一句话概括他们的研究就是:


“诺贝奖获奖者熬夜研究了熬夜的危害”…


最后,你知道诺贝尔奖金多少钱吗?900 万瑞典克朗,相当于 740 万元人民币!


所以,以下是一组价值 740 万元 的建议:



最最重要的是: 不要熬夜! 不要熬夜! 不要熬夜!

钟海丽.风险管理.财富管理.

资产隔离.财富传承.避税避债

咨询专线:13824369704

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