研究發(fā)現(xiàn)基因合作影響大腦發(fā)育

蒼蠅復(fù)眼的感光神經(jīng)細(xì)胞（綠色）延伸它們的軸突到大腦視覺神經(jīng)中樞?？茖W(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由于兩種基因的交互作用，這些軸突能夠在大腦中識(shí)別出他們的目標(biāo)區(qū)域。

　　人類大腦中約有1000億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞。大腦要發(fā)育成一個(gè)功能完整的有機(jī)體，這些神經(jīng)細(xì)胞中的每一個(gè)都必須和其它一些特定的細(xì)胞連接起來(lái)。然而，這些神經(jīng)細(xì)胞怎么知道它們應(yīng)該生長(zhǎng)到什么位置以及和那些細(xì)胞連接？德國(guó)馬丁斯雷德的馬普神經(jīng)生物學(xué)研究院的科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在果蠅大腦中處于發(fā)育中的神經(jīng)細(xì)胞之所以能知道它們什么時(shí)候生長(zhǎng)到了它們的目標(biāo)區(qū)域，是因?yàn)槠渲袃煞N基因的交互作用。在脊椎動(dòng)物大腦發(fā)展過(guò)程中可能也存在著類似的機(jī)制，而且這一機(jī)制對(duì)于更好地理解大腦特定區(qū)域發(fā)育障礙有很大幫助。

　　神經(jīng)系統(tǒng)的復(fù)雜程度難以想象。數(shù)百萬(wàn)乃至數(shù)十億的神經(jīng)細(xì)胞在生物生長(zhǎng)過(guò)程中形成，這些細(xì)胞中的每一個(gè)都與它們毗鄰的細(xì)胞建立連接，并且生長(zhǎng)出長(zhǎng)長(zhǎng)的連接線（軸突）到達(dá)大腦的不同區(qū)域。一旦這些軸突到了它的目標(biāo)區(qū)域，它們就與周圍的神經(jīng)細(xì)胞建立連接。通過(guò)這樣的方式，就在大腦中建立起了神經(jīng)信息處理鏈，而這些處理鏈可以讓大腦完成各種感覺信息的處理，例如，可以讓我們看到茶杯、識(shí)別它、伸手去握住它等等。如果連接眼睛和手臂的神經(jīng)細(xì)胞失去了連接，那么想把咖啡放入杯子了就只能是幻想了。

　　神經(jīng)細(xì)胞與合作細(xì)胞的連接是非?；A(chǔ)的連接，基于這一實(shí)事，德國(guó)馬丁斯雷德的馬普神經(jīng)生物學(xué)研究院的科學(xué)家們和來(lái)自京都的同僚們調(diào)查這些軸突怎樣知道它們應(yīng)該生長(zhǎng)到哪里為止，并且開始與周圍的細(xì)胞建立連接。神經(jīng)生物學(xué)家分析發(fā)現(xiàn)，在果蠅視覺系統(tǒng)成長(zhǎng)中，這一功能由兩種基因交互作用來(lái)完成。

　　科學(xué)家在科學(xué)雜志《自然——神經(jīng)科學(xué)》上公布了他們的研究成果：只有在兩種基因共同作用下，果蠅的視覺神經(jīng)才能夠正確、恰當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)。這兩種基因控制著兩種蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。這兩種蛋白質(zhì)是在軸突的發(fā)現(xiàn)的，科學(xué)家認(rèn)為它們從周圍組織中收集所處環(huán)境的信息。它們的作用是使神經(jīng)細(xì)胞能夠在大腦中找到自己生長(zhǎng)方向，識(shí)別自己的目標(biāo)區(qū)域。研究顯示，如果僅有一種基因活動(dòng)或兩種基因活動(dòng)性失調(diào)，就會(huì)出現(xiàn)混亂的結(jié)果：軸突會(huì)在這一方向上的某處停止生長(zhǎng)，終無(wú)法到達(dá)自己的目標(biāo)區(qū)域。

　　研究首席著作者鈴木隆史（Takashi Suzuki）解釋說(shuō)：“我們推斷在其它生物體中也存在著類似的生理機(jī)制——包括人類。”這一研究為終治愈由于誤導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞生長(zhǎng)而引起的發(fā)育障礙提供重要的理論基礎(chǔ)。這一理論對(duì)于引導(dǎo)新生的神經(jīng)細(xì)胞恢復(fù)連接也將會(huì)有很大幫助。