Science：大腦發育並非以神經為中心

美國紐約大學的生物學家發現了大腦發育的一個意想不到的來源，這一發現為神經系統的構建提供了新的見解。

這篇9月1日發表在Science雜誌上的研究文章發現，神經膠質細胞長期以來被認為是被動支持細胞的非神經細胞的集合，實際上對大腦神經細胞的發育至關重要。

文章的第一作者Vilaiwan Fernandes解釋說：「結果導致我們改變了大腦發育以神經為中心的觀點，現在要感謝非神經元細胞如神經膠質細胞的貢獻。事實上，我們的研究發現，只有當神經膠質細胞的貢獻被解釋時，關於神經細胞產生的時間、身份和協調性等大腦發育的基本問題才能被理解。」

大腦由兩種廣泛的細胞類型組成：神經細胞或神經元以及神經膠質細胞。神經膠質細胞是構成大腦體積一半以上的非神經細胞。神經生物學家往往注重前者，因為它們是形成信息處理網路的細胞。

然而，鑒於膠質細胞在大腦細胞構成中的優勢，紐約大學的研究人員推測它們可能在大腦發育中起著重要作用。

為了探索這一點，他們研究了果蠅的視覺系統。該物種是這一系列研究的有力模型生物，因為它的視覺系統，有如人類的視覺系統，擁有重複的微型迴路，在整個視野中檢測和處理光。

這種動態讓科學家特別感興趣，因為隨著大腦的發育，它必須協調視網膜神經元與大腦遙遠區域其它神經元的協調。

在他們的研究中，紐約大學的研究人員發現，神經細胞的協調發展是通過大量的神經膠質細胞來完成的，這些神經膠質細胞從視網膜傳遞信號到大腦，以使大腦中的細胞成為神經細胞。

在視覺系統中建立連接的過程如上圖所示：在發育過程中，感光細胞分泌Hedgehog引起神經上皮細胞形成的膜前體細胞。接下來，光感受器分泌成纖維細胞生長因子FGF和表皮生長因子EGF，引導中樞神經系統的膠質細胞前體細胞遷移、分化和包裹光感受器細胞軸突。神經膠質包裹的軸突產生胰島素樣的肽誘導前體細胞分化為L1～L5神經元。

論文的資深作者紐約大學生物學教授Claude Desplan說：「作為一個信號傳遞的中介，膠質細胞不僅精確控制神經元何時和在哪裡產生，也控制神經元會發展成什麼類型。」

參考資料

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