突破性的研究提高了對(duì)腦功能的理解

KAUST的專門研究腦成像的研究科學(xué)家CorradoCalì博士和來自Blue Brain Project(BBP)的瑞士科學(xué)家表明，乳酸對(duì)于記憶形成和學(xué)習(xí)是必需的，這可能會(huì)改善學(xué)習(xí)和記憶功能。該項(xiàng)目隸屬于雄心勃勃的歐洲人腦項(xiàng)目聯(lián)盟框架。

通過過去五年在KAUST的Visualization Core Labs進(jìn)行的大量成像實(shí)驗(yàn)，Calì能夠生成星形膠質(zhì)細(xì)胞的三維模型，這是使用BBP開發(fā)的數(shù)學(xué)模型精確模擬神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞之間代謝耦合所必需的。

卡里解釋說：“星形膠質(zhì)細(xì)胞是儲(chǔ)存能量并向神經(jīng)元提供多種能量的細(xì)胞。”“為此，重要的是要對(duì)這些星形膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行精確的3D重建。”

這項(xiàng)研究發(fā)表在《神經(jīng)生物學(xué)進(jìn)展》雜志上，該技術(shù)使用了一種稱為串行塊面電子顯微鏡的技術(shù)來生成圖像堆棧，即圖像的集合，可以產(chǎn)生包含星形膠質(zhì)細(xì)胞的一塊組織的體積圖像。然后，他能夠?qū)⑺鼈兎指畈⒅亟?xì)胞。

已知星形膠質(zhì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，除非使用電子顯微鏡，否則無法使用光或熒光顯微鏡技術(shù)對(duì)它們進(jìn)行完整成像。

迄今為止，作為腦細(xì)胞類型的星形膠質(zhì)細(xì)胞及其在腦功能中的作用還沒有被很好地理解。越來越多的研究表明，設(shè)計(jì)可以幫助這些細(xì)胞在病理狀態(tài)下更好發(fā)揮功能，幫助大腦在中風(fēng)或阿爾茨海默氏病中康復(fù)的藥物。

Calì指出：“我們可以通過專門作用于這些細(xì)胞來幫助減緩疾病的發(fā)展。”“了解細(xì)胞如何工作的第一步是了解其結(jié)構(gòu)，這是文獻(xiàn)中的第一個(gè)工作，我們將在3D模式下詳細(xì)了解星形膠質(zhì)細(xì)胞的完整結(jié)構(gòu)。”

這項(xiàng)開創(chuàng)性的工作可以使科學(xué)家了解星形膠質(zhì)細(xì)胞的不同部分是否表現(xiàn)出不同的行為。

卡利(Calì)認(rèn)為，了解大腦如何使用乳酸很重要，例如，瑞士洛桑CHUV醫(yī)院的幾項(xiàng)研究表明，中風(fēng)后30分鐘內(nèi)注射乳酸可以顯著減少梗塞的大腦區(qū)域。它還可以大大改善患病患者正常功能的恢復(fù)，而其他研究表明，乳酸可以緩解抑郁癥。

“通過從細(xì)胞和分子的角度深入了解其作用機(jī)理，我們可以設(shè)計(jì)并最大程度地提高基于乳酸的治療的效率，”Calì總結(jié)道。