人類大腦是一個(gè)由數(shù)十億個(gè)神經(jīng)元組成的龐大網(wǎng)絡(luò)。它們通過(guò)相互抑制或興奮來(lái)交換信號(hào)，產(chǎn)生的活動(dòng)模式以每秒高達(dá)1000次的頻率在大腦中漣漪般擴(kuò)散。一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，人們一直認(rèn)為，正是這種令人目眩的復(fù)雜神經(jīng)元編碼，單獨(dú)決定了知覺(jué)、思維、情緒和行為，以及相關(guān)的健康狀況。如果你想理解大腦，就會(huì)去研究神經(jīng)元——也就是神經(jīng)科學(xué)。

但最近來(lái)自多個(gè)實(shí)驗(yàn)室的一系列研究成果，作為三篇論文發(fā)表于2025年的《科學(xué)》雜志，提供了迄今為止最有力的證據(jù)：僅僅聚焦神經(jīng)元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以理解大腦如何運(yùn)作。這些在小鼠、斑馬魚(yú)和果蠅中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)顯示，一類被稱為星形膠質(zhì)細(xì)胞的巨大腦細(xì)胞實(shí)際上扮演著“監(jiān)督者”的角色。它們?cè)灰暈樯窠?jīng)元的簡(jiǎn)單支持細(xì)胞，如今卻被認(rèn)為能幫助微調(diào)大腦回路，從而控制整體的大腦狀態(tài)或情緒——例如清醒程度、焦慮感或冷漠感。

在許多腦區(qū)，星形膠質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量超過(guò)神經(jīng)元。它們形態(tài)復(fù)雜多樣，有時(shí)還伸出觸須，可以包裹幾十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)個(gè)突觸——也就是神經(jīng)元交換分子信號(hào)的連接點(diǎn)。這種解剖結(jié)構(gòu)使星形膠質(zhì)細(xì)胞處在一個(gè)完美的位置，足以影響信息流動(dòng)。不過(guò)，它們是否以及如何改變突觸活動(dòng)，長(zhǎng)期以來(lái)一直存在爭(zhēng)議，部分原因在于潛在相互作用的機(jī)制并未被完全理解。新的研究揭示了星形膠質(zhì)細(xì)胞如何“緩和”突觸之間的對(duì)話，使它們的影響力變得不容忽視。

“我們正生活在連接組學(xué)的時(shí)代，大家都愛(ài)說(shuō)，如果你理解了神經(jīng)元之間的連接，就能理解大腦如何運(yùn)作。這不是真的。”其中一項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人、俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)獨(dú)立神經(jīng)科學(xué)研究中心Vollum研究所所長(zhǎng)馬克·弗里曼（Marc Freeman）說(shuō)，“在神經(jīng)元連接完全不變的情況下，神經(jīng)元的放電模式也可能發(fā)生劇烈變化�！�

星形膠質(zhì)細(xì)胞并不參與神經(jīng)元在突觸處那種高速、瞬時(shí)的信號(hào)傳遞。相反，它們監(jiān)測(cè)并調(diào)節(jié)更高層級(jí)的網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)，通過(guò)上調(diào)或下調(diào)整體活動(dòng)來(lái)維持或切換大腦的總體狀態(tài)。這種功能被稱為神經(jīng)調(diào)制，它可以讓動(dòng)物的大腦在截然不同的狀態(tài)之間切換。例如，其中一篇新論文顯示，星形膠質(zhì)細(xì)胞可以評(píng)估某個(gè)行動(dòng)是否徒勞，并促使動(dòng)物選擇放棄。

神經(jīng)調(diào)制對(duì)于將大腦活動(dòng)維持在一個(gè)可工作的范圍內(nèi)至關(guān)重要，既防止活動(dòng)“歸零”，也避免爆發(fā)成癲癇。“如果沒(méi)有這些被我們稱為神經(jīng)調(diào)制因子的東西（即介導(dǎo)這些調(diào)節(jié)的分子）持續(xù)進(jìn)行精細(xì)調(diào)控，任何神經(jīng)回路都根本無(wú)法運(yùn)作，”斯坦福大學(xué)神經(jīng)科學(xué)榮休教授斯蒂芬·史密斯（Stephen Smith）說(shuō)。他在20世紀(jì)80年代末到90年代初開(kāi)展了開(kāi)創(chuàng)性的星形膠質(zhì)細(xì)胞信號(hào)研究，但并未參與這項(xiàng)新工作。

多年來(lái)，人們一直認(rèn)為這種精細(xì)調(diào)控是由神經(jīng)元自身完成的。盡管此前已有研究提示星形膠質(zhì)細(xì)胞參與了一些細(xì)胞信號(hào)過(guò)程，但最新實(shí)驗(yàn)“使用了先進(jìn)技術(shù)，真正精確地、毫無(wú)疑問(wèn)地證明了星形膠質(zhì)細(xì)胞在大腦神經(jīng)調(diào)制中發(fā)揮著關(guān)鍵作用”，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的榮休神經(jīng)科學(xué)家道格拉斯·菲爾茲（Douglas Fields）說(shuō)，他同樣未參與這項(xiàng)新研究。

在這一角色下，星形膠質(zhì)細(xì)胞可能是睡眠障礙或精神疾病中的重要參與者，因?yàn)檫@些疾病會(huì)在整體層面擾亂大腦狀態(tài)�！拔覀儽仨氶_(kāi)始思考，這對(duì)神經(jīng)精神疾病意味著什么，”弗里曼說(shuō)。

“新星”誕生

星形膠質(zhì)細(xì)胞是一類膠質(zhì)細(xì)胞，屬于非神經(jīng)元的神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞，它們像填充泡沫一樣鋪滿大腦，填補(bǔ)神經(jīng)元之間的空隙。“膠質(zhì)”一詞源自希臘語(yǔ)，意為“膠水”，反映了18世紀(jì)中葉人們的看法：這些細(xì)胞的作用不過(guò)是把大腦“粘”在一起。

到了20世紀(jì)50年代，研究人員已經(jīng)知道星形膠質(zhì)細(xì)胞做的遠(yuǎn)不止這些。在實(shí)驗(yàn)中，它們會(huì)吸收多余的神經(jīng)遞質(zhì)、緩沖鉀離子，并分泌神經(jīng)元維持能量所必需的物質(zhì)。就像細(xì)胞層面的煉金術(shù)士一樣，星形膠質(zhì)細(xì)胞似乎在監(jiān)測(cè)并調(diào)節(jié)大腦這鍋“湯”，為神經(jīng)元維持有利的環(huán)境。但直到20世紀(jì)80年代末，人們?nèi)匀徽J(rèn)為它們只是相對(duì)被動(dòng)的調(diào)節(jié)者。轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在史密斯在耶魯大學(xué)神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室中自制了一臺(tái)新顯微鏡之后。

史密斯的新型數(shù)字視頻熒光顯微鏡，專門(mén)用于用熒光拍攝神經(jīng)元活動(dòng)的“電影”。當(dāng)神經(jīng)元放電時(shí)，鈣離子會(huì)迅速涌入細(xì)胞。于是研究人員把熒光傳感器放入腦細(xì)胞中，一旦遇到鈣離子就會(huì)發(fā)光。顯微鏡可以捕捉到這些光在時(shí)間和空間上的增強(qiáng)與減弱，從而揭示細(xì)胞的放電模式。“我們當(dāng)時(shí)可能擁有最先進(jìn)、最靈敏、最酷的一套系統(tǒng)，”史密斯說(shuō)。

1989年的一天，史密斯的研究生史蒂夫·芬克拜納（Steve Finkbeiner，現(xiàn)為舊金山非營(yíng)利機(jī)構(gòu)格拉德斯通研究所的神經(jīng)科醫(yī)生）正用這臺(tái)顯微鏡研究神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的潛在毒性效應(yīng)。谷氨酸是大腦中大多數(shù)神經(jīng)元用來(lái)交流的分子。芬克拜納并不關(guān)心星形膠質(zhì)細(xì)胞，但因?yàn)樗鼈冇兄诰S持神經(jīng)元存活，他還是把它們加入了細(xì)胞培養(yǎng)體系，然后加入了谷氨酸。

“他突然在顯微鏡前大喊大叫：‘老板，快過(guò)來(lái)！你一定要看看這個(gè)！’”史密斯回憶說(shuō)，“那些星形膠質(zhì)細(xì)胞徹底瘋了�！�熒光像波浪一樣在星形膠質(zhì)細(xì)胞層中擴(kuò)散，從一個(gè)細(xì)胞跳到下一個(gè)。這些鈣波顯示出協(xié)調(diào)一致的活動(dòng)，仿佛星形膠質(zhì)細(xì)胞彼此之間在交流。而且既然這些細(xì)胞會(huì)對(duì)谷氨酸作出反應(yīng)，那么它們同樣也會(huì)對(duì)神經(jīng)元作出反應(yīng)，這在邏輯上順理成章。在1990年描述這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的論文中，研究人員大膽提出：“星形膠質(zhì)細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)可能構(gòu)成大腦內(nèi)部的一個(gè)遠(yuǎn)程信號(hào)系統(tǒng)�！�不久之后，其他團(tuán)隊(duì)也發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)皿中、腦切片中，甚至在麻醉動(dòng)物體內(nèi)，星形膠質(zhì)細(xì)胞都會(huì)對(duì)多種神經(jīng)遞質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)。

當(dāng)時(shí)，許多神經(jīng)科學(xué)家把星形膠質(zhì)細(xì)胞新發(fā)現(xiàn)的特性類比為神經(jīng)元的特性，但回頭看，兩者的差異其實(shí)十分明顯。首先，星形膠質(zhì)細(xì)胞占據(jù)的“地盤(pán)”非常大：在人類大腦中，一個(gè)星形膠質(zhì)細(xì)胞可以覆蓋大片組織，接觸多達(dá)200萬(wàn)個(gè)突觸。其次，它們工作的時(shí)間尺度也更長(zhǎng)。星形膠質(zhì)細(xì)胞的鈣波擴(kuò)散需要幾秒到幾分鐘，而神經(jīng)元沿軸突傳導(dǎo)信號(hào)并釋放神經(jīng)遞質(zhì)只需毫秒級(jí)時(shí)間。

為了研究這種關(guān)于星形膠質(zhì)細(xì)胞的全新認(rèn)識(shí)如何與行為相關(guān)，研究團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向動(dòng)物模型。研究人員嘗試通過(guò)強(qiáng)烈的感覺(jué)刺激來(lái)激活實(shí)驗(yàn)鼠的星形膠質(zhì)細(xì)胞，比如用光照射眼睛或觸碰胡須，并在熒光顯微鏡下通過(guò)顱窗觀察反應(yīng)。有時(shí)細(xì)胞會(huì)響應(yīng)，有時(shí)卻不會(huì)。隨后在2013年和2014年，兩個(gè)獨(dú)立研究團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種百試不爽的方法來(lái)吸引星形膠質(zhì)細(xì)胞的注意：讓老鼠受驚，比如突然向它們噴一股氣流，或在它們腳下猛然啟動(dòng)跑步機(jī)。驚跳反應(yīng)是一種主要無(wú)意識(shí)的防御機(jī)制，同時(shí)也是一種大腦狀態(tài)的突然切換，在整個(gè)動(dòng)物界中普遍存在。

當(dāng)脊椎動(dòng)物受到驚嚇時(shí)，腦干中一個(gè)名為藍(lán)斑（locus coeruleus）的區(qū)域內(nèi)的神經(jīng)元會(huì)沿著向全腦輻射的纖維釋放去甲腎上腺素，這是一種與喚醒相關(guān)的神經(jīng)調(diào)制物。與神經(jīng)遞質(zhì)傳遞具體信息不同，神經(jīng)調(diào)制物更像收音機(jī)上的旋鈕，通過(guò)上調(diào)或下調(diào)活動(dòng)水平來(lái)改變大腦的整體狀態(tài)。這些研究表明，正是去甲腎上腺素觸發(fā)了星形膠質(zhì)細(xì)胞的波動(dòng)，從而暗示星形膠質(zhì)細(xì)胞在某種程度上參與了神經(jīng)調(diào)制。

一只大鼠的星形膠質(zhì)細(xì)胞被鋪展在一個(gè)特殊的納米線結(jié)構(gòu)上。在其自然環(huán)境中，這種細(xì)胞通常會(huì)包裹成千上萬(wàn)個(gè)突觸，從而能夠監(jiān)測(cè)并調(diào)節(jié)神經(jīng)元的信號(hào)傳遞。

Johns Hopkins University

盡管如此，關(guān)于星形膠質(zhì)細(xì)胞信號(hào)傳遞，仍有大量謎團(tuán)尚未解開(kāi)。人們知道這些細(xì)胞具有去甲腎上腺素受體，但沒(méi)人清楚去甲腎上腺素的結(jié)合是如何引發(fā)鈣波的。與此同時(shí)，還有一個(gè)問(wèn)題：這些波動(dòng)究竟向下游神經(jīng)元傳遞了什么信號(hào)？一些研究者認(rèn)為星形膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生自身的“膠質(zhì)遞質(zhì)”，作用于神經(jīng)元，但也有人對(duì)此提出質(zhì)疑。在學(xué)術(shù)會(huì)議上，研究人員曾就星形膠質(zhì)細(xì)胞在多大程度上——甚至是否——塑造大腦信息流展開(kāi)過(guò)激烈而喧鬧的爭(zhēng)論。

隨后，弗里曼實(shí)驗(yàn)室的一名學(xué)生馬志國(guó)（Zhiguo Ma，當(dāng)時(shí)在馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院）試圖在果蠅大腦中解決這一問(wèn)題。“拜托別這么做，”弗里曼回憶自己曾警告他說(shuō)，“這太混亂了�！钡R志國(guó)還是繼續(xù)推進(jìn)。他通過(guò)突然把果蠅翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，復(fù)制了果蠅的驚跳反應(yīng)。借助精細(xì)的分子生物學(xué)工具，他追蹤了化學(xué)信號(hào)的接力過(guò)程：果蠅版本的去甲腎上腺素通過(guò)打開(kāi)星形膠質(zhì)細(xì)胞膜上的一個(gè)通道來(lái)激活它們，導(dǎo)致釋放一種膠質(zhì)遞質(zhì)——很可能是腺苷——從而抑制神經(jīng)元信號(hào)傳遞。對(duì)這類神經(jīng)元—星形膠質(zhì)細(xì)胞相互作用進(jìn)行刻畫(huà)至關(guān)重要，“因?yàn)樗鼈兛赡艽硪环N廣泛存在的、控制大腦功能的機(jī)制，”弗里曼團(tuán)隊(duì)在2016年發(fā)表于《自然》的論文中寫(xiě)道。

在一些人看來(lái)，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)首次證明了星形膠質(zhì)細(xì)胞是神經(jīng)回路不可或缺的組成部分。但僅憑一篇果蠅論文，還不足以說(shuō)服懷疑者。將近十年后，在一種脊椎動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的、令人不寒而栗的相似結(jié)果，最終改變了局面。

何時(shí)選擇放棄

盡管我們平時(shí)很少這樣去想，但“放棄”這一行為本身就反映了大腦活動(dòng)的一次突然轉(zhuǎn)變。它代表著一種心理狀態(tài)從希望轉(zhuǎn)向絕望的變化，這種變化和受到驚嚇一樣，會(huì)對(duì)行為產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。由神經(jīng)科學(xué)家米莎·阿倫斯（Misha Ahrens）領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在研究斑馬魚(yú)幼體何時(shí)會(huì)放棄時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)了星形膠質(zhì)細(xì)胞如何介導(dǎo)這種情緒的驟然轉(zhuǎn)變。

斑馬魚(yú)“放棄”時(shí)是什么樣子？在野外，如果斑馬魚(yú)想在流水中停留原地，它就會(huì)逆流游動(dòng)。在位于弗吉尼亞州的霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所Janelia研究園區(qū)的實(shí)驗(yàn)室里，阿倫斯團(tuán)隊(duì)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在斑馬魚(yú)水箱中模擬水流，讓魚(yú)無(wú)論多么用力游動(dòng)，都感覺(jué)自己在向后滑。起初，魚(yú)會(huì)更加賣(mài)力地游，但大約20秒后，它通常就會(huì)放棄。過(guò)一會(huì)兒，它又會(huì)再試一次。

在整個(gè)過(guò)程中，研究人員利用先進(jìn)的全腦成像技術(shù)，同時(shí)監(jiān)測(cè)斑馬魚(yú)大腦中的神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞。當(dāng)魚(yú)徒勞地對(duì)抗水流時(shí)，釋放去甲腎上腺素的神經(jīng)元開(kāi)始放電；作為回應(yīng)，星形膠質(zhì)細(xì)胞中鈣離子逐漸積累。這種積累與魚(yú)嘗試對(duì)抗水流的次數(shù)同步增加，仿佛星形膠質(zhì)細(xì)胞在進(jìn)行“計(jì)數(shù)”——直到某個(gè)時(shí)刻，它們發(fā)出停止信號(hào)，斑馬魚(yú)便放棄了。

當(dāng)阿倫斯團(tuán)隊(duì)用激光使星形膠質(zhì)細(xì)胞失活時(shí)，魚(yú)就再也不會(huì)停止游動(dòng)；而如果人為激活星形膠質(zhì)細(xì)胞，魚(yú)則會(huì)立刻停下。“這是第一次有人證明星形膠質(zhì)細(xì)胞在行為狀態(tài)切換中發(fā)揮作用，”阿倫斯說(shuō)。

在隨后發(fā)表于2025年《科學(xué)》的一篇論文中，研究人員揭示了星形膠質(zhì)細(xì)胞如何引發(fā)這些行為變化。通過(guò)針對(duì)多種分子的熒光傳感器，他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)星形膠質(zhì)細(xì)胞中積累了足夠多的鈣離子時(shí)，細(xì)胞會(huì)釋放能量分子ATP，即三磷酸腺苷。ATP在細(xì)胞外被轉(zhuǎn)化為腺苷，并作用于神經(jīng)元——在這個(gè)例子中，它會(huì)激活抑制游動(dòng)的神經(jīng)元，同時(shí)抑制負(fù)責(zé)游動(dòng)的神經(jīng)元。這一連串過(guò)程與馬志國(guó)和弗里曼在果蠅中觀察到的情況如出一轍。

長(zhǎng)期以來(lái)，星形膠質(zhì)細(xì)胞（如圖所示為人類組織的熒光光學(xué)顯微圖）一直被認(rèn)為只是為重要的神經(jīng)元提供支撐和結(jié)構(gòu)框架的“配角”。但新的實(shí)驗(yàn)卻詳細(xì)揭示了這些細(xì)胞在大腦中對(duì)神經(jīng)信號(hào)傳遞的影響力。

Science

根據(jù)同一期《科學(xué)》發(fā)表的另一項(xiàng)研究，由華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的托馬斯·帕普萬(wàn)（Thomas Papouin）領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，同樣的分子事件鏈也出現(xiàn)在小鼠大腦中。帕普萬(wàn)團(tuán)隊(duì)研究的是突觸層面的變化，這些變化會(huì)改變神經(jīng)元之間的交流，是支撐持續(xù)思維和行為轉(zhuǎn)變的一種神經(jīng)可塑性形式。過(guò)去，人們認(rèn)為去甲腎上腺素是通過(guò)直接作用于神經(jīng)元來(lái)引發(fā)這些變化的。但令帕普萬(wàn)驚訝的是，即使移除了神經(jīng)元上的去甲腎上腺素受體，這些效應(yīng)依然存在。整個(gè)過(guò)程完全依賴于星形膠質(zhì)細(xì)胞。

“我們確實(shí)預(yù)期，去甲腎上腺素對(duì)突觸的影響在很大程度上會(huì)由星形膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)，”帕普萬(wàn)說(shuō)，“但我們沒(méi)想到，竟然全部都是這樣！”

在果蠅、斑馬魚(yú)和小鼠這樣差異巨大的物種中發(fā)現(xiàn)平行的分子通路，表明“星形膠質(zhì)細(xì)胞以一種在進(jìn)化上高度保守的方式，深刻地影響著神經(jīng)回路，”弗里曼說(shuō)。

這些結(jié)果揭示了以往神經(jīng)調(diào)制理論中的一個(gè)巨大空白�！斑^(guò)去，神經(jīng)科學(xué)家研究神經(jīng)調(diào)制物，也知道它們?cè)谡{(diào)節(jié)神經(jīng)回路功能中很重要，但他們的思考、圖示和模型里，除了神經(jīng)元什么都沒(méi)有，”菲爾茲說(shuō)，“現(xiàn)在我們才看到，他們漏掉了故事中非常重要的一部分�！�

弗里曼團(tuán)隊(duì)在果蠅中的研究也指明了脊椎動(dòng)物研究的下一步方向。在同一期《科學(xué)》論文中，該團(tuán)隊(duì)報(bào)告稱，去甲腎上腺素會(huì)改變星形膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)來(lái)自神經(jīng)元輸入的反應(yīng)方式。弗里曼的博士后凱文·古滕普蘭（Kevin Guttenplan）用果蠅版本的去甲腎上腺素“浸泡”了解剖后的果蠅大腦�！巴蝗恢g，星形膠質(zhì)細(xì)胞從對(duì)其他神經(jīng)遞質(zhì)完全沒(méi)有反應(yīng)，變成了對(duì)所有神經(jīng)遞質(zhì)都有反應(yīng)，”古滕普蘭說(shuō)。在果蠅中，去甲腎上腺素及其類似物似乎讓星形膠質(zhì)細(xì)胞能夠“聽(tīng)見(jiàn)”神經(jīng)元的分子信息，然后再對(duì)神經(jīng)元活動(dòng)進(jìn)行調(diào)制。

這種動(dòng)態(tài)機(jī)制有助于解釋星形膠質(zhì)細(xì)胞如何迅速讓大腦從一種狀態(tài)切換到另一種狀態(tài)。“如果去甲腎上腺素水平很低，也就是覺(jué)醒水平低，星形膠質(zhì)細(xì)胞幾乎不會(huì)去聽(tīng)其他突觸的信號(hào)，”弗里曼說(shuō)，“但一旦動(dòng)物被喚醒，周?chē)辛巳ゼ啄I上腺素，星形膠質(zhì)細(xì)胞就能聽(tīng)到每一個(gè)突觸，并反過(guò)來(lái)改變神經(jīng)元的放電方式�！�

這些結(jié)果揭示了大腦處理信息方式中的一種全新復(fù)雜性，古滕普蘭說(shuō)：“在原本已經(jīng)極其復(fù)雜的連接組（神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)）之上，又多出了一整層調(diào)控�！�

情緒計(jì)量表

盡管關(guān)于星形膠質(zhì)細(xì)胞信號(hào)機(jī)制的細(xì)節(jié)正逐漸清晰，但我們對(duì)它們的了解仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于對(duì)神經(jīng)遞質(zhì)傳遞的認(rèn)識(shí)�！斑@是一個(gè)令人興奮的時(shí)代，”哈佛醫(yī)學(xué)院學(xué)生、斑馬魚(yú)論文的第一作者亞歷克斯·陳（Alex Chen）說(shuō)�！爸辽僭诟拍顚用嫔�，星形膠質(zhì)細(xì)胞領(lǐng)域現(xiàn)在所處的位置，并不比20世紀(jì)50年代現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)剛起步時(shí)，人們對(duì)神經(jīng)元的理解先進(jìn)多少�！�

與此同時(shí)，研究人員正逐步鎖定那些由星形膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的關(guān)鍵大腦功能。一些研究表明，星形膠質(zhì)細(xì)胞隨著時(shí)間積累信息的能力（就像斑馬魚(yú)不斷嘗試游動(dòng)時(shí)那樣）可能也延伸到了睡眠—覺(jué)醒周期。星形膠質(zhì)細(xì)胞似乎會(huì)在一天中持續(xù)“記錄”人們不斷增加的睡眠負(fù)債，很可能是通過(guò)鈣離子的逐漸累積，并分泌促睡眠的分子，從而改變大腦活動(dòng)。

“我們看到，星形膠質(zhì)細(xì)胞參與的行為往往伴隨著重大的狀態(tài)轉(zhuǎn)換——比如睡眠、饑餓、覺(jué)醒——這些過(guò)程需要在非常大的范圍內(nèi)、跨越多種類型的神經(jīng)回路，同時(shí)被開(kāi)啟或關(guān)閉，尤其是在較慢的時(shí)間尺度上，”古滕普蘭說(shuō)。

這些行為也可能反映出心理健康狀況。去年，研究人員揭示了一條由壓力觸發(fā)的神經(jīng)元—星形膠質(zhì)細(xì)胞大腦回路，在小鼠中引發(fā)了類似抑郁的行為。有可能，一些心理健康障礙本質(zhì)上是星形膠質(zhì)細(xì)胞信號(hào)失調(diào)的疾病。人的情緒變化相對(duì)緩慢，阿倫斯說(shuō)，這一過(guò)程部分由神經(jīng)調(diào)制物驅(qū)動(dòng)。而星形膠質(zhì)細(xì)胞在神經(jīng)調(diào)制中的角色，使它們成為極具潛力的藥物靶點(diǎn)。

“神經(jīng)科學(xué)一個(gè)世紀(jì)以來(lái)幾乎只關(guān)注神經(jīng)元，但我們至今還沒(méi)有治愈任何一種腦部疾病，”帕普萬(wàn)說(shuō)。他認(rèn)為，改變這一現(xiàn)狀的途徑在于，承認(rèn)星形膠質(zhì)細(xì)胞等非神經(jīng)元細(xì)胞的存在及其影響，并將它們納入模型和實(shí)驗(yàn)之中。

然而，大多數(shù)神經(jīng)科學(xué)家似乎還沒(méi)收到這條“通知”，弗里說(shuō)�！艾F(xiàn)在做神經(jīng)回路實(shí)驗(yàn)的人中，有99%根本不會(huì)去想星形膠質(zhì)細(xì)胞在做什么。而它們可能會(huì)對(duì)這些回路的功能產(chǎn)生極其深遠(yuǎn)的影響�！�

作者：Ingrid Wickelgren

譯者：EY

原文：https://www.quantamagazine.org/once-thought-to-support-neurons-astrocytes-turn-out-to-be-in-charge-20260130/