供稿 | 严贵忠 兰大二院

排版 | AiBrain 编辑团队

在美国大约每年有两百万人遭遇脑外伤（TBI），幸存者可能长期伴有躯体性、认知和情感障碍，对此目前尚不有效的治疗方案。

神经科学家面临的最大挑战之一是完全理解TBI如何改变不同细胞和大脑区域之间的信息交互。

在这项新的研究中，研究者使用了一种称为iDISCO的技术，使用特殊的溶剂将组织样本透明化，并对处理后的脑组织进行3D成像。

使用该技术，UCI团队绘制了整个大脑的神经连接。研究人员专注于抑制性神经元的连接，因为这些神经元在脑损伤后极易死亡。

首先，该团队研究了参与学习和记忆的海马区，随后考察了与海马协同工作的前额叶皮层。成像结果显示，TBI后这些区域的抑制性神经元与周围的神经细胞的连接增强，但与其他脑区域连接出现中断。

UCI医学院癫痫研究中心主任Robert Hunt教授说，“我们很久以前就知道，脑外伤后不同脑细胞之间的连接在会发生巨大的变化，但是直到目前我们还不能将这种变化呈现出来”。

为了更清楚的观察受伤脑的连接，研究团队设计了一种逆转清除过程的技术，并用传统的解剖学方法探测了大脑。

令人惊奇的是，脑组织损伤后，远距离神经细胞的长投射连接仍然存在，但是与抑制性神经元的连接不再形成。

这或许是脑损伤后出现癫痫的重要原因。

第一作者Alexa Tierno博士解释道，“不论这个区域是否受到损伤，整个大脑似乎都发生了为适应外伤的重新连接。但是大脑的不同部分可能不像受伤前那样协同工作了”。

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研究人员试图确认，能否让抑制性神经元与远隔脑区域重新建立连接。他们将一种中间神经元移植到了损伤的海马区域，并对它的连接图进行描绘，结果表明，TBI后移植中间神经元能够改善记忆并终止癫痫发作。

新的神经元与整个大脑建立了合适的连接。这可能意味着可以通过诱导受伤的大脑自行修复这些丢失的连接，因此，了解移植的中间神经元如何整合到受损的大脑回路中，对于未来使用这些细胞进行大脑修复的尝试都是必不可少的。

“我们的研究对于理解抑制性祖细胞如何用于治疗TBI、癫痫和其他脑功能障碍是一个非常重要的补充，一些人推测中间神经元移植可能通过释放未知物质来增强先天再生能力，从而使大脑恢复活力，但我们发现新的神经元确实被整合到了大脑中”，Robert Hunt教授说。

为了最终能够研发出针对TBI和癫痫的细胞治疗，UCI团队正在使用从人类干细胞中提取的抑制性神经元重复实验。

Robert Hunt教授说，“这项工作使得细胞疗法离人类更近一步，了解了损伤后重塑的方式，可以帮助我们高度精确地重建受伤的大脑。然而，重要的是我们需要一步一步地朝着这个目标前进，这需要时间”。