这些微小的细胞塑造你的生活

浏览婴儿照片时,我注意到两件事:首先,婴儿有着如此巨大的头部。这是因为当你出生时,你已经拥有几乎所有你需要的神经元了。其次,婴儿有些无助——它们的神经元实际上并不能做太多事情。它们过于连接,所以婴儿的大脑就像一个超级连接的团块。那么我们如何从婴儿的大脑团块转变成完全功能的成年大脑呢?这种转变的方式对你的一生中大脑功能产生重要影响。要成为完全功能的成年大脑,有两件重要的事情需要发生。首先,我们的神经元发育髓鞘,以帮助它们更快、更有效地工作。其次,你的大脑会消除许多神经元之间的连接,称为突触,这些更少的连接导致更干净的电路,使你的大脑可以做更多事情。这被称为突触修剪——它主要发生在童年时期,但可以持续到25岁。研究人员最近发现了它是如何发生的。

突触修剪的思想并不是整个细胞被移除,而是细胞的一部分被移除。你起始就有多余的连接,这些连接通过经验被重新塑造或永久性地去除了。但你的大脑如何知道要保留哪些连接,哪些连接要丢弃呢?长期以来,人类已经知道我们从多余的连接开始,但很酷的是,其中一些会通过经验得到加强,而一些不太重要的连接则会被消除。而最近越来越多的证据表明,胶质细胞扮演着这一过程中的关键角色。虽然神经元通常引人注目,但你的大脑还有另一种类型的脑细胞——胶质细胞。它们就像你大脑的建筑和维修工人,数量上甚至在某些大脑区域超过了神经元10倍以上。它们对于确保你的大脑交通顺畅非常重要。如果出现像创伤性脑损伤这样的道路损坏,你的胶质细胞会帮助清理这些损伤。

它们支持你的大脑超级高速公路系统,并在一定程度上甚至可以帮助你的神经元愈合。它们有助于加强现有的连接,但更重要的是,它们有助于破坏你不需要的连接——胶质细胞负责进行突触修剪。当一个突触需要被修剪时,称为微胶质细胞的一种类型的胶质细胞会将其包围并摧毁它。实际上,神经元本身就会向微胶质细胞传达信号,告诉它们想要快速消除某些连接。这被称为“吞噬信号”。微胶质细胞的这些小受体上有一个能够识别神经元信号的受体,因此如果该过程上有加入“吞噬信号”的补体,它们就会来吞噬或摄取那一部分。你可以在这些微胶质细胞的突起和甚至内部的腹部中找到这些材料的碎片。我们是最早发现这一点的关键实验室之一。但在某些人身上,他们的细胞被修剪过多或过少。我们的大脑保持着一个相当微妙的平衡,因此这可能对你的生活产生很大影响。

在发育过程中,修剪缺陷过少或过多可能成为像自闭症、精神分裂症或其他神经发育或神经精神障碍的潜在原因。目前这只是一个假设,因为要直接进入人类大脑并提出这个问题非常困难,但已经有了一些间接证据。但我认为,在老年大脑疾病等领域,可以更加仔细地、更具决定性地显示突触丢失。所以,我们最近正在研究这个问题:通常调节发育中修剪的一些更基本机制(这是个好事),它们在阿尔茨海默病等多种疾病中是否会出现问题。

我们仍然在弄清为什么大脑发育中的修剪会出现问题。但幸运的是,对于我们成年人的大脑来说,它们仍然是有可塑性和可改变性的。那么,你如何帮助你的胶质细胞保持愉快的大脑呢?我们都想知道是否有什么神奇的药丸可以保护我们的突触——你还没有发现这个吗?不,我们还没有发现这个。但我认为与此同时,我们知道应该做些什么:例如睡眠,对认知非常重要,对你的突触也很重要;健康饮食、良好的生活方式,当然还有锻炼。

但我也认为,回到我开始说的那句话,“用或失之”,挑战自己,尽可能地挑战自己的大脑,学习新的东西,阅读新的东西,做填字游戏,所有这些都有助于增强你大脑中的连接。我认为这是我们始终应该做的事情,可以贯穿整个生命。你肯定听过“用之或失之”的说法,但这是真实的。探索和学习新事物确实会带来更好的大脑。所以满足你的好奇心吧,你的大脑将感谢你。

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