脑中的配角细胞，构成了一张隐秘网络

脑，常被描述为一个由神经元构成的网络。神经元彼此发送信号，从而传递信息。众所周知，神经元是由另一类名为星形胶质细胞的脑细胞维持和支持的：它们清除堆积在神经元连接处周围的化学“垃圾”，并帮助将有用的分子递送给神经元。

一个多世纪以来，神经科学家一直把神经元视为脑中的主角，而星形胶质细胞则被认为只在脑功能中扮演辅助角色。

在一项新发表于《自然》杂志的研究中，一个研究团队利用一种定制的工具，以前所未有的细节水平追踪了这些细胞之间的连接。他们发现，和神经元一样，星形胶质细胞也会在小鼠的脑中形成广泛的、有组织的网络。这些网络能使它们能够与脑中其他特定的星形胶质细胞通信，而不只是发出局部的、泛化的信号。在某些情况下，这些通路还会连接一些原本并未由神经元直接相连的脑区。

隐藏的脑内网络

神经元拥有被称为轴突的长长突起，可用于远距离传递信息。但星形胶质细胞没有轴突，它们表面布满的是更短的突起，这也使它们呈现出星形外观。当一个星形胶质细胞的突起与另一个星形胶质细胞的突起相接触时，被称为缝隙连接的小通道会将两个细胞连接起来，使它们能够交换钙、葡萄糖等物质。

在此之前，科学家并没有追踪过相互连接的星形胶质细胞链，究竟能够延伸多远。长期以来，由于缺乏解剖学数据，一些科学家认为，星形胶质细胞网络的范围极其局部。

在最新的研究中，研究人员使用一种无害的病毒，将“网络示踪物”递送到活体小鼠的特定脑区的星形胶质细胞中。当小分子通过缝隙连接时，这些示踪物会对它们进行标记。缝隙连接会将一个星形胶质细胞与另一个星形胶质细胞连接起来，使得研究人员能够看到哪些细胞属于同一条信号通路。

随后，研究人员将小鼠的脑透明化，并使用专门的显微镜捕捉每一个被标记的星形胶质细胞的三维图像。他们惊讶地发现，星形胶质细胞会在单个脑区内部形成非常小规模的网络。此外，他们还观察到了跨越脑区的连接：这些连接最远可延伸到数厘米之外——在小小的小鼠脑中，这已经是很长的距离——并且可以跨越左右两个半球，向下延伸至脑干。这些网络不同于神经元网络，并且能够连接相距遥远的脑区。

在研究的另一部分，团队评估了一类经过基因工程改造的小鼠。这些小鼠的星形胶质细胞缺少缝隙连接。结果显示，这些通信网络大多消失了。这说明，这些通路是活跃存在的，并且依赖于缝隙连接这样的物理桥梁。

感觉改变，网络重排

除此之外，研究人员还测试了这些网络是否具有可塑性，也就是重新配置自身结构的能力。此前已有研究表明，当小鼠的胡须被剪掉，从而形成一种感觉剥夺时，脑中处理胡须信息的区域内，神经网络会发生重新布线。

在这项研究中，当研究团队剪掉小鼠一侧面部的胡须后，他们发现一条来自处理胡须触觉信息脑区的通路变小了，并重新连接到了不同的星形胶质细胞上。换言之，当小鼠的胡须被剪掉后，星形胶质细胞网络也会发生重排。这表明，星形胶质细胞网络同样具有可塑性。

星形胶质细胞网络会在感觉信号丧失后收缩并重排，这一事实表明，它们可能会受到经验的塑造。这也提出了一种可能性：我们每个人都拥有某种略有不同的连接模式，而这种模式是由我们的脑所学习和经历过的事物塑造出来的。

脑通信的新图景

这是首次绘制由星形胶质细胞构建的、活跃的全脑通信网络。目前，研究人员尚不清楚这些星形胶质细胞网络究竟有什么用途，但他们推测，这些系统或许能为代谢物提供通路，使其能够从活动较弱的脑区转移到活动更强的脑区。

虽然人类也存在缝隙连接和星形胶质细胞，但目前并不确定人脑中的这些网络是否会像小鼠中那样，以相同方式连接相同的脑区。尽管如此，这项新的研究结果挑战了我们对于脑是如何进行远距离通信的理解，并可能为理解脑如何发育、衰老，以及在阿尔茨海默病和帕金森病等疾病状态下如何运作，提供新的见解。

接下来，研究人员计划将进一步研究哪些分子会在这些网络中移动，并将他们的追踪工具应用于脑疾病模型。他们还希望探索这些网络在发育和衰老过程中会如何变化。

#参考来源：

https://nyulangone.org/news/brain-support-cells-form-previously-unknown-network

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10426-6

https://www.nature.com/articles/d41586-026-01338-6

#图片来源：

封面图&首图：Cooper et al. / Nature