髓磷脂丢失的影响

大脑包含数十亿条神经,它们通过被称为轴突的电缆状结构相互连接。轴突传递电脉冲,通常被一种叫做髓磷脂的脂肪物质包裹。这种物质可以增加神经冲动的速度,减少长距离的能量损失。髓磷脂层的缺失或损伤——这是多发性硬化症的情况——会导致严重的残疾。尽管有髓鞘的轴突在大脑功能中发挥着关键作用,但人们对它们在处理经历和存储记忆的局部电路的电气结构中所起的作用知之甚少。

然而,大脑中一个快速放电的神经元,称为pV+中间神经元,具有短而稀疏的髓鞘轴突。即便如此,pV+中间神经元是调节大脑灰质区域重要的大脑节奏和认知过程的强大抑制剂。最近的研究表明,pV+中间神经元的轴突也被髓鞘隔离。然而,目前还不清楚这种不寻常的、零碎的髓鞘形成是如何影响它们的功能的。

癫痫峰值作为指示

为了研究对中间神经元和慢脑电波的影响,来自NIN的研究人员莫希特·杜贝(Mohit Dubey)和来自伊拉兹马斯医学中心(Erasmus Medical Centre)的同事们使用了缺乏髓磷脂或正在失去髓磷脂的转基因老鼠。Dubey说:“随着小鼠逐渐失去髓磷脂,pV+中间神经元抑制信号的速度没有改变,但信号强度下降。”由于不再受到pV+中间神经元的抑制,慢脑电波的功率显著增加。只有在小鼠不活动和安静的情况下,这些波还会触发类似癫痫患者的短暂尖峰信号。恢复pV+中间神经元的活动有助于逆转癫痫尖峰。

“这些结果扩大了我们对灰质中髓磷脂的重要性的理解,以及它与脱髓鞘疾病(如多发性硬化症)的临床相关性”,NIN的组长Maarten Kole说。还需要更多的研究来确定这些短暂的癫痫发作是否可能成为多发性硬化症的生物标记,或者是开发新的治疗策略以限制认知障碍的目标。

Journal Reference:

Mohit Dubey, Maria pascual-Garcia, Koke Helmes, Dennis D Wever, Mustafa S Hamada, Steven A Kushner, Maarten Hp Kole. Myelination synchronizes cortical oscillations by consolidating parvalbumin-mediated phasic inhibition. eLife, 2022; 11 DOI: 10.7554/eLife.73827