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大腦早期是可塑的,即大腦回路很容易重組,從而促進學習。然而,成年后大腦失去了大部分可塑能力,在遭遇損傷,例如中風后,不能再迅速地恢復失去的機能。科學家現已通過移植幼年神經細胞,成功在成年小鼠腦內恢復了早期的可塑性——從而治療了它們在實驗過程中嚴重受損的視覺。
一項發(fā)表于五月份《神經》雜志的新研究顯示,加利福尼亞大學大學歐文分校的蘇尼爾·甘地(Sunil Gandhi)為首的神經學家將小鼠的胚胎干細胞移植到其他小鼠的腦內。這些細胞主要是抑制性神經元,可抑制大腦活動。研究開始前,論文*作者梅利莎·戴維斯(Melissa Davis)曾說:“研究者普遍懷疑成年大腦是否能讓這些細胞分散、整合并恢復可塑性。"多年來科學家一直在進行嘗試,不斷改進他們的實驗方法,歐文分校的研究團隊zui終得到了答案:這些細胞可在腦內被整合,觸發(fā)大規(guī)模神經回路重組,恢復早期發(fā)育階段的高可塑性。神經信號測試和水迷宮測試結果顯示,在視覺受損的小鼠體內植入的細胞能使其恢復正常視力。
雖然科學家還未測試該移植技術可否用于其它神經疾病,但他們相信,這種技術有潛力用于許多病癥和損傷,具體取決于新神經細胞是怎樣恢復可塑性的。目前研究者尚還不清楚,大腦可塑性的恢復到底源于移植細胞的增生,還是它們觸發(fā)了已有神經元的可塑性。如果是后者的話,那么這項治療將促進神經回路重塑從而治愈嚴重的大腦損傷或中風。
因為在此前的實驗中這種神經元效果,研究團隊在研究中使用了抑制性神經元。但這種特別的神經細胞也是zui有潛力應用于臨床的,因為很多精神疾病和神經疾病都與刺激和抑制不平衡有關,包括癲癇、精神分裂和慢性疼痛。以賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫(yī)學院的斯圖爾特·安德森(Stewart Anderson)為首的實驗團隊發(fā)現,為疾病模型小鼠小鼠植入從健康小鼠取出的抑制性神經元,可以改善其癥狀。這項新方法可以引起大腦內部大規(guī)模的改變,也許就能**疾病。對于那些藥物治療無效的人而言,“采取神經細胞移植之類的大膽療法可能會改變他們的命運。"安德森說道。
在人體進行內神經細胞移植還存在著重重阻礙。首先,小鼠的干細胞移植到人體內也許未必安全有效,而科學家還不知道如讓人體干細胞,轉化為手術所需的神經元前體細胞。 另外,小鼠腦內接收的移植細胞要經過至少一個多月才成熟;人體細胞理論上要花更長的時間,多則要好幾年。
盡管還存在種種阻礙,專家們還是躍躍欲試努力突破。他們相信,未來移植神經元可以提供一種基于細胞的療法,能夠有效治療、甚至*與衰老相關的疾病以及發(fā)育類疾病。