加州大学洛杉矶分校神经学家的一项研究挑战了大脑招募现有神经元来接管那些因中风而丧失的神经元的观点。它表明，在小鼠中，未受损的神经元在中风后不会改变它们的功能来补偿受损的神经元。
甲行程时的血液供应到大脑的特定部分被中断，例如通过血液凝块发生。该区域的脑细胞受损，无法再发挥作用。中风的人可能会暂时失去说话、行走或移动手臂的能力。很少有患者完全康复，大多数患者会留下一些残疾，但大多数患者在中风后的最初几周内表现出一定程度的自然恢复。
医生和科学家并不完全了解这是如何发生的，因为大脑不会生长新细胞来替代因中风而受损的细胞。神经学家通常假设大脑会招募现有的神经元来接管那些丢失的神经元。
现在，加州大学洛杉矶分校大卫格芬医学院的神经学家 William Zeiger 和 Carlos Portera-Cailliau 的新结果挑战了这一想法。在他们于 6 月 25 日发表在《自然通讯》杂志上的论文中，他们表明，在小鼠中，未受损的神经元在中风后不会改变其功能以补偿受损的神经元。
自 1800 年代中期以来，神经学家一直在“绘制”大脑，当时法国医生保罗布罗卡意识到额叶某部分受损的患者失去了说话的能力。多年来，科学家们绘制了越来越详细的地图，说明哪些大脑区域控制着各种功能。尽管如此，地图的分辨率仍受到可用于研究活体大脑的工具的精度的限制。
对记录不同大脑区域活动的动物和人类进行的研究发现，中风后活动模式会发生变化，这表明受损的大脑可以将功能从一个区域“重新映射”到另一个区域。在过去几年中，创新的新工具使研究人员能够开始实时观察单个神经元的激活情况。通过使用一种称为双光子荧光显微镜的技术，当神经元被激活时会使其点亮，研究人员可以观察动物大脑中的哪些神经元在某些活动中被调用，并确定在中风中幸存下来的神经元是否可以承担这些神经元的功能。那些丢失了。
“我们认为，现在我们有了可以记录大脑神经元活动的工具，我们可以直接测试这个问题，”Zeiger 说。通过学习单个神经元的功能，然后导致有针对性的中风，研究人员可以使用新技术来观察相邻神经元的反应。
小鼠主要通过胡须收集有关其环境的信息，每根胡须都将感觉信号传递给特定的一组神经元。通过破坏编码到特定胡须的神经元，研究人员可以查看不同胡须的神经元是否接管了丢失的邻居。
Portera-Cailliau 说，想想部门办公室。“想象一下，某天神经内科人力资源部的几位行政人员突然辞职了。马上，该部门会因缺勤而痛苦，但会尽力弥补。” 部门可以通过要求其他部门的人力资源员工在他们自己的基础上完成一些失踪员工的工作来做到这一点。
这就是重新映射假设所预测的大脑中会发生的事情。“如果这个假设是真的，我们会看到在中风中幸存下来的细胞开始对中风的晶须做出反应，”齐格说。“我们发现这并没有发生。”与对给定晶须作出反应的主要神经元列相邻的是称为“环绕反应”细胞的神经元。它们位于一根晶须的列中，但它们会对相邻晶须的刺激做出反应。使用办公室类比，这些神经元就像从事人力资源工作但碰巧在不同的物理办公室拥有办公桌的员工。
从逻辑上讲，该团队认为，当主要响应神经元被中风破坏时，环绕响应神经元将是接管的良好候选者。“如果人力资源办公室突然关闭，你可能会认为这些其他办公室的更多人会开始从事人力资源工作，”Portera-Cailliau 说。然而，这些其他神经元不仅没有加强，而且中风后环绕响应神经元本身的活动也减少了。
“这是反对这种重新映射假设的有力证据，”齐格说。“似乎没有大量招募来接管因中风而失去的功能。”需要更多的研究来全面了解中风后人脑中会发生什么，包括为什么会发生自然恢复。Zeiger 说，未来的研究还可以探索各种方法来诱导存活的细胞来补偿丢失的神经元。
“我认为它为该领域提供了更多方向，”Zeiger 说。“与其假设大脑可以自行重新映射，现在我们知道要实现完全康复，我们将需要一种方法让细胞去做它们尚未做的事情。”
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