髓鞘化是青少年大脑成熟的基础
神经发育研究中的突出问题之一是确定儿童和青少年时期大脑中的连接如何改变以改善神经功能。现在,来自神经科学家Heather Richardson,Geng-Lin Li和马萨诸塞州大学阿默斯特分校的同事刚刚报告的一项研究结果表明,随着动物进入青春期,轴突的特定物理变化会加速神经传递,这可能导致更高的神经传递速度。认知能力。
他们的合著者,博士候选人安德里亚·席尔瓦·戈泰(Andrea Silva-Gotay)说:“提高传导速度的一个优势是更快地处理信息;她补充说,可以提高传导速度的两个因素是髓鞘形成和较大的轴突直径。“薄的轴突会慢一些,而厚的轴突会更快。髓磷脂还可以使轴突更快。”
“据我们所知,这是第一项将轴突传导速度的测量与大脑这一部位发育过程中髓鞘的测量相结合的研究,”席尔瓦-戈泰指出。
研究人员在eNeuro杂志上写道,他们已经确定了特定的发育变化,这些变化可能是成熟的大鼠大脑内侧前额叶皮层(mPFC)增强神经处理的关键因素。理查森说,这个区域整合了来自许多来源的信息,以处理和调节复杂的功能,例如压力响应,行为控制,注意力和工作记忆。
她和同事研究了轴突的变化-神经细胞的长传导线,信号从一个细胞移动到另一个细胞-轴突被髓磷脂包裹-髓鞘-此时在神经纤维周围形成的电绝缘鞘-在大脑中来自15天大的少年,青春期前大鼠和43天大的青春期大鼠。
结果表明,在两到六周大的动物中,mPFC中的轴突经历了微结构和电生理变化,从而加速了神经传递。Silva-Gotay解释说:“在这两个年龄段之间,与青春期相比,青春期前电信号在大脑中传播的速度显着增加。急剧增加。此外,我们在mPFC中发现了这一点,这是以前所不知道的。”
作者报告说,到青春期中期,轴突的信号传导速度几乎翻了一番,这与该区域髓鞘化的轴突数量增加了90倍相对应。高级作者理查森说:“由于轴突直径没有随年龄变化,我们认为这些轴突的髓鞘化是速度显着增加的原因。”“这些轴突变化可能有助于前额叶皮层的良好发展。”
她和席尔瓦·戈泰(Silva-Gotay)补充说,这也许可以告诉我们一些有关在同一发育时期正在被髓鞘化的其他大脑区域的信息。在这些区域,电信号也可能以更快的速度沿着轴突传播。“考虑可能会影响髓鞘形成过程的因素也很重要。我们和其他人发现,酒精可以减少大脑此部位的髓磷脂。这些轴突的传输速度也可能受到负面影响。”理查森说。Silva-Gotay补充说:“这是我们可以在以后的研究中检验的东西。”