神经胶质细胞对大脑功能至关重要
要点
神经元是大脑中最著名的细胞，但它们并不是该器官中唯一的细胞类型.另一种主要类型是神经胶质细胞，也称为神经胶质细胞.
Glia 来自希腊语中的“胶水"一词，反映了这些细胞最初被描述为仅仅是大脑中神经元的结构支撑时的观点.但进一步的研究表明，一类称为少突胶质细胞的神经胶质细胞为神经元提供营养，并产生包裹这些细胞的髓鞘.就重要性而言，神经胶质细胞通常被认为非常次于神经元.不过，最近这种观点发生了变化，因为事实证明，神经胶质细胞可以在脑细胞交流中发挥非常积极的作用，或许还可以在人类智力的发展中发挥作用.
神经胶质细胞长期被低估的一个原因是它们似乎无法在大脑中传递信息.神经元通过“动作电位"(一种电信号)携带信息，并通过跨连接突触释放化学信使与其他神经元进行交流.相比之下，神经胶质不能产生动作电位.然而，最近的研究表明，化学交流对他们同样重要.它们具有许多与神经元相同的细胞表面受体，使它们能够与神经元和其他神经胶质细胞进行交流.
星形胶质细胞
一类称为星形胶质细胞的神经胶质细胞在突触的形成中起着重要作用.如果在没有星形胶质细胞的情况下在体外培养啮齿动物神经元，它们几乎不会形成突触连接.但是，如果将星形胶质细胞添加到培养物中，突触的数量和突触活动会迅速增加.星形胶质细胞分泌的化学物质可增强突触形成并直接调节突触活动.突触和星形胶质细胞之间的密切物理联系确保它们是胚胎发育过程中以及成人大脑中对突触活动变化做出反应的第一批细胞.星形胶质细胞是高度动态的，不断调节它们与突触的关联——从而调节它们的影响——动态模式取决于大脑的状态.
小胶质细胞
另一类称为小胶质细胞的神经胶质细胞约占大脑细胞的 10%.几年来，这些细胞被认为是大脑抵御疾病的主要防御者.他们识别受损的神经元并摧毁它们，并去除有缺陷的突触，从而去除对大脑其他部分产生负面影响的患病细胞.几十年来，科学家们认为小胶质细胞只是免疫细胞，并认为它们在没有传染性入侵者的情况下是安静和被动的.
不过，这个想法最近开始发生变化.小胶质细胞可能具有更广泛作用的一个线索是发现这些是健康大脑中移动速度最快的细胞.例如，最近的研究表明，小胶质细胞可以在没有疾病的情况下接触周围的神经元并接触突触.这些细胞调节突触连接的数量，就像园丁修剪植物一样.这很重要，因为由于尚未完全了解的原因，大脑开始时有比它需要的更多的突触.研究这一过程的海德堡欧洲分子生物学实验室的科尼利厄斯·格罗斯 (Cornelius Gross) 表明，小胶质细胞通过消除不需要的突触来帮助塑造大脑.但是小胶质细胞如何知道哪些突触要移除，哪些要离开?
事实上，小胶质细胞可以从神经元接收两种类型的信息——一种识别起重要作用并应该保留的突触，另一种突出显示需要修剪的较弱突触.修剪很重要，因为 Gross 的团队已经表明，从小胶质细胞中去除一种名为 fractalkine 的化学物质的受体会导致由于海马区突触修剪缺陷导致的突触接触减弱，海马是一个参与学习和记忆的大脑区域. Gross 认为这表明在胚胎发育过程中，神经元会“呼叫"小胶质细胞以协助修剪.
然而，大脑中也有避免过度修剪的机制.波士顿儿童医院的 Emily Lehrman 和 Beth Stevens 的另一项研究表明，注定不会被修剪的有用突触是通过阻止小胶质细胞的保护性蛋白质“标签"来识别的.如果该受体在小鼠体内被基因消除，突触将不再受到保护，从而导致小胶质细胞过度吞噬和神经元连接过度修剪.
人类与其他物种的神经胶质细胞功能
最近关于神经胶质细胞在大脑中的作用的研究也揭示了人类与其他物种在这些细胞的功能方面可能存在的重要差异.他们已经表明，星形胶质细胞在人脑中到达的距离要长得多，并且比其他物种的星形胶质细胞传播化学信号的速度更快.这些特征表明人类星形胶质细胞在大脑功能中的作用被放大.其他研究表明，人类星形胶质细胞开启或关闭的基因与小鼠的基因有很大不同，因此星形胶质细胞可能在进化中在这两个物种中发挥了截然不同的作用.
有趣的是，纽约罗彻斯特大学的史蒂文戈德曼及其同事最近表明，在大脑中注射了人类星形胶质细胞前体细胞的幼鼠长大后比正常小鼠具有更好的记忆力和学习能力.这表明人类星形胶质细胞可能具有增强的控制突触的能力.但未来的研究将需要将黑猩猩或猕猴神经胶质注入小鼠大脑，以确定这种影响是由于人类细胞特有的特性还是所有灵长类动物共有的特性所致.
神经胶质细胞异常的影响
关于星形胶质细胞功能的另一个暗示来自对自闭症的研究.许多与某些类型的自闭症有关的基因在星形胶质细胞中表达.此外，当研究人员在一些被诊断患有自闭症的人的死后样本中检查额叶脑区的星形胶质细胞时，他们发现与未受影响的个体相比，星形胶质细胞密度更大，细胞体更小，突起更少且更短.也有人声称神经胶质细胞的变化与阅读障碍、口吃、音聋、慢性疼痛、癫痫、睡眠障碍，甚至病理性说谎有关.
