神经科学家在创伤性脑损伤后创建大脑地图
来自加利福尼亚大学欧文分校的科学家发现，大脑的一部分受伤改变了整个大脑的神经细胞之间的联系。这项新研究于本周发表自然通讯。
每年在美国，将近200万美国人维持创伤性脑损伤（TBI）。幸存者可以生活在终生的身体，认知和情感障碍中。目前，没有治疗方法。
神经科学家面临的最大挑战之一是完全了解TBI如何改变不同细胞和不同细胞之间的串扰脑地区。
在新研究中，研究人员对一个称为IDISCO的过程进行了改进，该过程使用溶剂使生物样品透明。该过程留下了完全完整的大脑，可以用激光照亮并用专门的显微镜在3D中成像。
随着大脑清理过程的增强，UCI团队映射了神经连接在整个大脑中。研究人员专注于与抑制神经元，因为这些神经元极易在脑损伤。该团队首先研究了负责学习和记忆力的大脑区域海马。然后，他们调查了前额叶皮层，与海马一起工作的大脑区域。在这两种情况下，成像都表明抑制性神经元在TBI之后从相邻神经细胞获得了更多的联系，但它们与大脑其余部分断开了连接。
解剖学和神经生物学副教授，UCI学校癫痫研究中心主任罗伯特·亨特（Robert Hunt）博士说：“我们很久以来就知道不同脑细胞之间的交流可能会发生很大变化。”实验室进行了研究的医学：“但是，我们还没有看到整个大脑的发生。”
为了仔细研究损坏的大脑连接，亨特和他的团队设计了一种逆转清除程序并使用传统解剖方法探测大脑的技术。
这些发现令人惊讶地表明，遥远的长期预测神经细胞仍然存在于受损的大脑中，但它们不再与抑制性神经元建立联系。
该研究的研究生兼联合第一作者Alexa Tierno解释说：“看来，整个大脑都在仔细地重新融合以适应损害，无论该地区是否直接受伤。”“但是大脑的不同部位可能不如受伤前的那样努力。”
然后，研究人员想确定抑制性神经元是否有可能与远处重新连接大脑区域。为了找出答案，亨特和他的团队将新的中间神经元移植到受损的海马，并根据团队的基础绘制了他们的联系较早的研究证明中间神经元的移植可以改善用TBI的小鼠的记忆并停止癫痫发作。
新的神经元获得了整个大脑的适当连接。虽然这可能意味着有可能吸引受伤的大脑自行修复这些丢失的连接，但亨特说，学习移植的中间神经元如何整合到受损的脑电路中对于将来尝试使用这些细胞进行大脑修复至关重要。
亨特说：“我们的研究是我们对如何使用抑制性祖细胞的理解来治疗TBI，癫痫或其他脑部疾病的一种非常重要的补充。”“有些人提出了中间神经元的移植可能会通过释放未知物质来提高先天再生能力来使大脑恢复活力，但是我们发现新的神经元确实很难连接到大脑中。”
亨特希望最终为TBI和癫痫患者开发细胞疗法。UCI团队现在使用人类茎产生的抑制性神经元重复实验细胞。
亨特说：“这项工作使我们更接近未来基于细胞的人的疗法。受伤将帮助我们以很高的精度重建受伤的大脑。但是，我们要朝着这一目标迈出一步，这是非常重要的，这需要时间。”
Jan C. Frankowski博士；Shreya Pavani；Quincy Cao和David C. Lyon博士也为这项研究做出了贡献。
