小脑颗粒细胞研究取得突破进展

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1、小脑颗粒细胞研究取得突破进展药学院2011级04班张逸群Email:1110307401@pku.edu.cn小脑颗粒细胞研究取得突破进展作者：张逸群学号：1110307401学院：医学部药学院专业班级：药学2011级04班Email:1110307401@pku.edu.cn摘要：在过去的几十年里，科学家对于小脑的机能研究，一盲停留在宏观上，尽管已确认小脑的功能不仅仅是学习运动技能，还在知觉和认知中都发挥着作用,但却仍不知道小脑在微观上究竟是怎么工作的。而谈到微观研究，就不得不涉及小脑颗粒细胞，但由于传统技术的限制，科学家一育•没能就此方面展开深入研究。幸运的是，就在不久前，种名

2、叫彼氏象鼻鱼的电鱼给小脑的微观研究带来了突破性进展。关键词：小脑颗粒细胞；小脑功能理论；彼氏象鼻鱼；微观研究过去几十年里，尽管科学家一直在构建脑功能理论，但对大脑中数量最多的神经细胞一-小脑颗粒细胞几乎一无所知。人脑中的神经细胞大概有860亿左右,而其中有700亿个都是小脑颗粒细胞。这些细胞结构相对简单，紧密包裹在人脑后部、形如西兰花的小脑。小脑颗粒细胞是一个大脑回路的组成单元，这个回路有着异常规则的结构，几乎像晶体一般。20世纪60年代，一支研究团队曾提出了一个理论，认为这些细胞对于小脑学习运动技巧的能力尤为重要。但随后的深入研究却难以进行，因为这些细胞排列紧密，体积微小，位于大

3、脑深处，传统的实验技术很难触及到。一晃40年过去了，当年的那个理论是否正确仍然未知，致使小脑的功能理论研究始终处于阴影之下。但在不久前，一种叫彼氏象鼻鱼的电鱼，给研究人员提供了一条非比寻常的线索。由于这类鱼小脑大得出奇，神经科学家对此一育很感兴趣。这次取得突破性进展的时美国哥伦比亚大学的神经科学家NaleSawtelk他通过在活体橡皮鱼的大脑内埋设微电极，对单个小脑颗粒细胞的活动进行了详尽的记录，首次获得了可支持上世纪60年代那个理论的证据，证明颗粒细胞的确可能对小脑的技能学习（如精细动作）具有强化作用。Sawtell的实验从对小脑颗粒细胞的研究入手，率先在小脑的运动机能研究上打开

4、了一个突破口，使得脑功能理论的构建更加切实可行。在以往，对小脑机能的研究，常需要通过对动物小脑某一部分损伤后观察到的症状表现来推论，但是从综合症状屮是难以推出与小脑机能的相应联系的，而这正就反映出了Sawtcll实验的巨大潜在价值，而且诸如“小脑对接收信息的复杂整合过程是怎样的”、“小脑执行其功能的机制是怎样的”等问题都可能由此而得以解释。Sawtcll的成功首先取决于选材的正确。前人怀着满腔激情执着于对人类等高等动物的小脑微观情况的探索，但由于人脑中小脑颗粒细胞位于大脑深处，传统研究手段难以进行而宣告失败。而Sawtell另辟蹊径，选取了比氏彖鼻鱼为实验材料，充分利用其小脑大得出

5、奇的特点，使实验更加方便快捷，深入研究得以展开。同样地，遗传学之父孟德尔正是选择了具有明显相对性状、闭花授粉的豌豆才巧妙地得出了遗传定律。由此可见正确选取实验材料的重要性。此外，Sawtcll从低等动物鱼类入手來研究颗粒细胞，相对于高等哺乳动物而言，获得的实验结论更加基础，实验中涉及到的干扰因素也会减少，更易研究小脑对运动机能的调节作用，由浅入深，循序渐进。然而逐步过渡到对高等动物的小脑机能的研究吋，除了需要来自低等动物小脑研究的经验基础之外，还需要更为先进的微观研究方法，这就取决于交叉学科的发展，运用先进的化学、物理、计算机技术进行生物微观研究。但是这一切都还不完善，都正在发展Z

6、屮，要对小脑机能有一个彻底的研究，还需要更多的新发现、新理念、新技术，很可能需要多代人的努力才能完成。总Z,—条电鱼提供的线索已经被应用于解开小脑功能理论秘密的进程屮，人类有望循着这条线索对小脑做更为深入的微观研究。而且，因为小脑不仅与运动机能相关，还与人类的知觉和认知能力具有广泛联系，所以该领域的研究可以进一步探索小脑功能缺陷与精神分裂症、白闭症等复杂疾病在细胞水平上的因果联系。参考文献[1]《环球科学》2011年10月号总第70期P13《小脑的运动秘密条来自刚果的电鱼或许能揭开运动的秘密》作者：TimRequarth[2]《神经科学基础》李继硕主编高等教育出版社