2021-10-05 10:10

揭示身体“第二个大脑”的逻辑

Revealing the logic of the body’s ‘second brain’

密歇根州立大学(Michigan State University)的研究人员对人类肠道的肠道神经系统有了惊人的发现,而肠道神经系统本身就充满了令人惊讶的事实。首先,这个“第二大脑”确实存在。

“大多数人甚至不知道他们的内脏里有这种东西,”密歇根州立大学自然科学学院生理学系的基金会教授布莱恩·古尔布兰森说。

除此之外,肠道神经系统是非常独立的。即使肠子与中枢神经系统失去了联系,它们也能执行许多日常任务。在人的肠道中,特殊神经系统细胞,即神经元和胶质细胞的数量与猫的大脑中发现的数量大致相同。

古尔布兰森说:“它就像我们肠道里的第二个大脑。”“这是一个遍布我们肠道的神经元和神经胶质细胞的广泛网络。”

神经元是更常见的细胞类型,主要负责神经系统的电信号。另一方面,胶质细胞并不具有电活性,这使得研究人员更难破译这些细胞的功能。其中一个主要的理论是,胶质细胞为神经元提供被动支持。

Gulbransen和他的团队现在已经证明,神经胶质细胞在肠神经系统中起着更加活跃的作用。在10月1日发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)网络版上的一项研究中,研究人员揭示了神经胶质以一种非常精确的方式影响神经元回路所携带的信号。这一发现可能有助于为肠道疾病的新疗法铺平道路,这种疾病影响着多达15%的美国人口。

古尔布兰森说:“把第二个大脑想象成一台电脑,神经胶质细胞是外围工作的芯片。”“它们是信号网络的活跃部分,但不像神经元。神经胶质细胞正在调节或修改信号。”

在计算机语言中,胶质细胞就是逻辑门。或者,打个音乐的比喻,胶质细胞并不是携带电吉他上演奏的音符,它们是调节这些音符的音调和音量的踏板和放大器。

撇开类比不谈,与科学家之前所理解的相比,神经胶质在确保事情顺利运行或听起来良好方面更为重要。这项工作创造了一幅关于肠道神经系统如何工作的更完整,尽管更复杂的图像。这也为潜在治疗肠道疾病创造了新的机会。

古尔布兰森说:“这是一种未来的方法,但现在我们可以开始问,是否有一种方法,以特定类型或一组胶质细胞为目标,并以某种方式改变它们的功能。”“制药公司已经对此感兴趣了。”

今年早些时候,Gulbransen的研究小组发现,神经胶质可以为治疗肠易激综合症开辟新途径。肠易激综合症是一种目前还无法治愈的痛苦疾病,影响着10%到15%的美国人。胶质细胞还可能与其他几种健康状况有关,包括肠道运动障碍,如便秘,以及一种罕见的疾病,即慢性肠道伪梗阻。

“目前,病因尚不清楚。人们会在肠道中出现看起来像是阻塞的东西,只是没有物理上的阻塞,”Gulbransen说。“他们的肠道只是有一部分停止了工作。”

尽管他强调,科学还不能提供这些问题的治疗方法,但科学更有能力更全面地探索和理解这些问题。Gulbransen相信密歇根州立大学将成为发展这种理解的中心人物。

密歇根州立大学拥有世界上最好的肠道研究团队之一。我们有一个庞大、多元化的团队,致力于肠道科学的所有主要领域。”“这是我们真正的优势。”