經(jīng)過３年多潛心研究，復(fù)旦大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)研究所副教授禹永春領(lǐng)銜的課題組與美國紐約斯隆凱特琳癌癥研究中心時(shí)松海課題組合作在“腦神經(jīng)環(huán)路發(fā)育研究”方面取得進(jìn)展，首次發(fā)現(xiàn)腦神經(jīng)元間由“電突觸”介導(dǎo)的信息交流在大腦皮層神經(jīng)環(huán)路發(fā)育中有重要作用。
這一研究不僅為科學(xué)家深入研究大腦皮層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)形成機(jī)制提供了重要啟示，也為腦神經(jīng)環(huán)路發(fā)育異常相關(guān)疾病，如小兒癲癇、自閉癥、智力發(fā)育遲滯等的診斷和治療提供了新思路和新靶點(diǎn)。相關(guān)成果３日在線發(fā)表在世界頂級(jí)科技學(xué)術(shù)期刊《自然》（《Ｎａｔｕｒｅ》）雜志上。
大腦皮層是由上百億個(gè)神經(jīng)元構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，大腦中一個(gè)神經(jīng)元與另一個(gè)神經(jīng)元相接觸的部位叫做“突觸”，神經(jīng)元與神經(jīng)元之間的相互“交流”依賴于突觸，這些彼此聯(lián)系的神經(jīng)元構(gòu)成一定的神經(jīng)環(huán)路來發(fā)揮大腦的高級(jí)功能。科學(xué)家把大腦中突觸前細(xì)胞通過釋放特殊化學(xué)物質(zhì)將信息轉(zhuǎn)送到突觸后細(xì)胞，稱之為“化學(xué)突觸”；把借助于電信號(hào)傳遞信息，稱為“電突觸”，也稱縫隙連接，其交流規(guī)律是，當(dāng)“突觸后細(xì)胞”接收到“突觸前細(xì)胞”發(fā)出的不同“電信號(hào)”時(shí)，就會(huì)使大腦分別產(chǎn)生興奮、興奮性上升或下降、或不易產(chǎn)生興奮等神奇現(xiàn)象。
研究表明，在哺乳動(dòng)物大腦皮層發(fā)育早期興奮性神經(jīng)元之間存在著大量的“電突觸”，然而，隨著大腦皮層不斷發(fā)育，神經(jīng)元間“電突觸”聯(lián)系逐漸消失，取而代之的是“化學(xué)突觸”。到目前為止，人們對(duì)“化學(xué)突觸”研究有所深入，但對(duì)“電突觸”在腦皮層神經(jīng)環(huán)路發(fā)育中發(fā)揮的作用卻知之甚少。
為了探索大腦“電突觸”的奧秘，禹永春等通過改變興奮性神經(jīng)元間“電突觸傳遞”的方法，首次探明了“電突觸”在腦皮層神經(jīng)環(huán)路發(fā)育中的重要作用。研究人員通過在體胚胎小鼠腦室微量注射“逆轉(zhuǎn)錄”病毒，首先標(biāo)記出腦皮層上具有高親緣性的同克隆群“姐妹神經(jīng)元”，并發(fā)現(xiàn)在發(fā)育早期神經(jīng)環(huán)路記錄中，高親緣性姐妹神經(jīng)元間較非姐妹神經(jīng)元有著更緊密的“電突觸”聯(lián)系。
進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，“電突觸聯(lián)系”在姐妹神經(jīng)元間同步化放電中有關(guān)鍵的作用，即在接收到相同神經(jīng)信號(hào)的條件下，姐妹神經(jīng)元間更容易誘發(fā)同步化動(dòng)作電位反應(yīng)。由此可以認(rèn)定，神經(jīng)元間“電突觸”的“信息交流”為“進(jìn)化”到“化學(xué)突觸”聯(lián)系提供了重要的準(zhǔn)備。研究人員又利用分子生物學(xué)的方法選擇性地關(guān)閉姐妹神經(jīng)元“電突觸”通道，令人吃驚奇的一幕發(fā)生了：通道關(guān)閉后，姐妹神經(jīng)元之間的“化學(xué)突觸”聯(lián)系顯著下降，但是非姐妹神經(jīng)元之間的“化學(xué)突觸”聯(lián)系沒有受到影響。
上述結(jié)果表明，大腦皮層神經(jīng)環(huán)路發(fā)育是有一定規(guī)律的，即神經(jīng)元親緣性越高越容易形成神經(jīng)突觸聯(lián)系，更為重要的是，神經(jīng)元親緣性是由“電突觸”聯(lián)系在一起的。研究首次揭示了“電突觸”和“化學(xué)突觸”之間的因果聯(lián)系，即在大腦皮層發(fā)育過程中如果沒有“電突觸”就不會(huì)形成“化學(xué)突觸”。“電突觸”引發(fā)的腦神經(jīng)環(huán)路障礙，參與了導(dǎo)致眾多中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常疾病的發(fā)生。(新華網(wǎng))