美國科學家最近在對神經元的研究中觀察到,，軸突可以將信號傳回到神經元的細胞體,，不同神經元的軸突之間也能互相“交流”,，神經元還能在較長時間內將外部刺激存儲和整合在軸突內。這些新發(fā)現顛覆了傳統(tǒng)的教科書理論,。
神經元是構成神經系統(tǒng)結構和功能的基本單位,，它由細胞體和細胞突起（分為樹突和軸突）構成,。傳統(tǒng)理論中，每個神經元可以有一個或多個樹突,，用以接受刺激并將興奮信號傳入細胞體,。每個神經元只有一個軸突，可以把興奮信號從細胞體傳送到另一個神經元或其他組織,，如肌肉或腺體,。該研究的主要負責人、美國西北大學的神經生物學尼爾森·斯普斯頓表示,，軸突也能向細胞體發(fā)送信號這一發(fā)現讓他們非常吃驚,，它顛覆了教科書中的觀點。
科學家同時證實,，不同神經元的軸突之間也能互相“交流”,。而且，在發(fā)送信號前,，軸突能自行進行神經計算,，無需細胞體或樹突的參與。此前科學家認為,，在軸突內的神經計算中,，一個神經元的軸突會同另一個神經元的樹突或細胞體相連，而不會同軸突相連,。
軸突之間相互交流的現象是斯普斯頓團隊在對老鼠的海馬體和新皮層中單個神經元進行研究時觀察到的,。科學家希望接下來能弄清這種行為究竟是個別反?，F象還是在很多神經細胞內都會發(fā)生,。斯普斯頓表示，他們并不認為這種情況很罕見,，但對他們來說,，了解這種現象在什么情況下發(fā)生以及如何發(fā)生更為關鍵。
此外,，斯普斯頓和同事還首次發(fā)現,，即使細胞體或樹突內沒有受到刺激，單個神經元也能靠軸突傳送信號,。實驗中,，他們對一個神經元進行電刺激，歷時一兩分鐘,，每隔十秒刺激一次,。在這段時間內，該神經元持續(xù)發(fā)送信號，但當電刺激終止時,，神經元仍然會發(fā)送信號,，歷時一分鐘。斯普斯頓表示,，神經元在沒有刺激的情況下還能持續(xù)發(fā)送信號,，令人很難想象。這表明,，神經元能在較長時間內（從幾十秒到數分鐘不等）將外部刺激存儲和整合在軸突內,。
這個獨特的神經功能可能與記憶有關，也可能同疾病有關,。有些受到抑制的神經元持續(xù)發(fā)送信號或許可以抵消大腦內極度活躍的狀態(tài),，比如預防癲癇發(fā)作過程中無法抑制的興奮等。
對于研究癲癇,、自閉癥,、老年癡呆癥和精神分裂癥等神經疾病的科學家來說，更深層地理解普通神經元的工作原理非常重要,。該研究發(fā)表在2月份的《自然·神經科學》雜志上,。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原文出處：
Nature Neuroscience, 2010; 14 (2): 200 DOI: 10.1038/nn.2728
Slow integration leads to persistent action potential firing in distal axons of coupled interneurons
Mark E J Sheffield,1 Tyler K Best,1 Brett D Mensh,2 William L Kath1, 3 & Nelson Spruston1
The conventional view of neurons is that synaptic inputs are integrated on a timescale of milliseconds to seconds in the dendrites, with action potential initiation occurring in the axon initial segment. We found a much slower form of integration that leads to action potential initiation in the distal axon, well beyond the initial segment. In a subset of rodent hippocampal and neocortical interneurons, hundreds of spikes, evoked over minutes, resulted in persistent firing that lasted for a similar duration. Although axonal action potential firing was required to trigger persistent firing, somatic depolarization was not. In paired recordings, persistent firing was not restricted to the stimulated neuron; it could also be produced in the unstimulated cell. Thus, these interneurons can slowly integrate spiking, share the output across a coupled network of axons and respond with persistent firing even in the absence of input to the soma or dendrites.
