老鼠植入人腦細胞會如何? 研究:變聰明

一項新研究發現,把人腦細胞植入老鼠體內可使這些動物更快學習新事物。科學家表示,他們把人體中樞神經系統中的膠質細胞植入動物體內,發現這些人體細胞影響動物大腦的通訊能力。他們說,這一發現可能對了解人腦進化具有重要意義。

大陸新聞中心/綜合報導

據國外媒體報導,一項新研究發現,把人腦細胞植入老鼠體內可使這些動物更快學習新事物。科學家表示,他們把人體中樞神經系統中的膠質細胞植入動物體內,發現這些人體細胞影響動物大腦的通訊能力。他們說,這一發現可能對了解人腦進化具有重要意義。

根據新浪科技報導,這些研究人員認為,星形膠質細胞的進化可能是眾多造成人類發展中更高認知功能和使人類不同於其他物種的關鍵事件的其中之一。這項新研究的負責人、羅徹斯特大學醫學中心神經專家史蒂文·高曼表示:『我們認為,我們的研究最早證明了人體膠質細胞具有獨特功能優勢。』

這些發現於人體中樞神經系統的細胞直到最近才被認為是『管家』細胞。該發現還可能表明膠質細胞在疾病的形成中扮演重要角色。高曼說:『這一重要發現還向我們提供一個有助於研究大量在形成過程中膠質細胞扮演角色的疾病的全新模型。』相比其他物種,人腦中的星形膠質細胞更多、更大和更具多樣性。

在人體內,星形膠質細胞個體以許多可同時連接大量神經細胞的纖維呈現出來。尤其在星形膠質細胞的突觸中,兩個相鄰的神經細胞連在一起。所以相比老鼠而言,人體星形膠質細胞個體調整數千個突觸活性的幾率更大。正是這一觀察結果才使科學家產生進行這項研究的想法。他們發現,人體星形膠質細胞可能在調整更高認知功能中扮演一個重要角色。

實驗中科學家把膠質細胞植入老鼠體內,結果顯示這些細胞影響潛在的神經活動模式。高曼說:『我們擁有先進的認知處理能力,不僅是因為我們神經網路的大小和複雜性,還因為取決於膠質細胞的功能性能力和協調能力的增加。』

這個科研小組決定透過觀察人體膠質細胞和老鼠正常神經細胞共存時出現的結果,以便了解這些細胞是否為人腦提供獨特能力。他們把膠質細胞植入新生老鼠腦中。老鼠成熟時,人體膠質細胞超過老鼠與生俱來的膠質細胞,同時沒有對現有神經網路造成傷害。高曼表示:『人體膠質細胞基本上占據老鼠神經細胞的突觸。實際上,這個通訊點上的所有膠質細胞和一大部分星形膠質細胞都來自被植入的人體細胞。與此同時,它們的發育和行為本質上和人腦中的一樣。』

這個科研組然後開始檢查這些細胞對動物大腦產生的功能影響,尤其是大腦形成新記憶和學些新任務的能力。他們發現,老鼠大腦功能的兩個重要指示器在人體膠質細胞作用下得到明顯改善。這些研究人員先是注意到,被植入人體細胞的老鼠的腦波傳遞速度比正常老鼠更快,同時更類似於人腦組織。接下來,他們發現一個測量神經細胞在大腦停留時間的過程受到短暫電刺激的影響。另外,科學家還發現被植入人體細胞的老鼠在成長過程中表現出更好的學習能力。

根據這些發現,科研組用一系列旨在測試記憶和學習能力的行為任務對這隻老鼠進行評估。他們發現,這隻被植入人體細胞的老鼠變成更快速的學習者,而完成各種任務的速度比未被植入人體膠質細胞的老鼠快很多。高曼說:『我們的研究結果表明,這些老鼠現有神經網路內的可塑性和學習能力明顯提高,本質上改變它們的功能性能力。這意味著人體膠質細胞在智慧能力和認知處理中扮演著一個種特異角色。盡管一段時間以來科學家認為它可能是存在的,但我們的研究為它提供最早的證據。』這些研究人員指出,他們的發現為醫學界提供一個了解和治療神經障礙的新工具。

植入這些細胞後,科學家用顯微鏡進行觀察。在照片中,人體細胞顯示綠色。
植入這些細胞後,科學家用顯微鏡進行觀察。在照片中,人體細胞顯示綠色。

相比老鼠來說,人體星形膠質細胞個體調整數千個突觸活性的幾率更大。
相比老鼠來說,人體星形膠質細胞個體調整數千個突觸活性的幾率更大。