Tohoku University的科学家表明，神经元和神经胶质回路在大脑内部形成了松散耦合的超级网络。已显示神经元中代谢型谷氨酸受体的激活在很大程度上受神经胶质细胞状态的影响。因此，对神经胶质状态的人工控制可潜在地用于增强大脑的记忆功能。
研究结果在“Journal of Physiology”中进行了详细的描述。
尽管神经胶质细胞占据了大脑的一半以上，但它们被认为起着胶水的作用，只是填补了神经元之间的间隙。但是，最近的发现表明，神经胶质细胞内离子（例如钙和质子）的浓度会随时间波动。
领导这项研究的Tohoku University超级网络大脑生理学实验室的Ko Matsui教授说：“神经胶质细胞似乎具有编码信息的能力。“但是，在神经胶质电路中编码的附加信号层的作用一直是一个谜。”
Matsui Kaoru Beppu博士及其团队使用膜片钳电生理技术对小鼠的急性脑切片进行了研究，结果表明小脑中的神经胶质细胞对神经元突触释放的兴奋性递质谷氨酸有反应。然后，神经胶质细胞释放出额外的谷氨酸作为回报。因此，这些神经胶质细胞有效地用作兴奋性信号放大器。
从神经胶质细胞释放的额外谷氨酸盐可有效激活Purkinje神经元上的代谢型谷氨酸盐受体-这是小脑运动学习所必需的。前馈激发的量由神经胶质细胞的细胞内pH控制。
松井说：“根据我们的思想状态，相同的经历可能会变成持久的记忆，或者会逐渐消失。” “经历时，神经胶质细胞的pH值可能在记忆形成中起关键作用。”
在这项研究中，光敏蛋白在神经胶质细胞中遗传表达以随意控制其pH值。这种光遗传学技术将难以应用于人类患者。Matsui补充说：“尽管临床使用将花费很长时间，但可以想象未来的治疗策略旨在靶向神经胶质细胞以控制其pH值以增强记忆力，从而治疗痴呆症。”
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