文 | 锐观经纬
编辑 | 锐观经纬
哈喽大家好，小锐这篇科普就来看一看大脑里的隐形功臣，那就是星形胶质细胞。
我们总听说神经元是大脑的核心，却没人知道另一类细胞藏着睡眠、记忆的关键密码。
这些长得像星星的细胞，沉寂几十年后突然逆袭，它们到底有多厉害，又能给我们的健康带来什么新希望？

被低估百年的“大脑配角”
长久以来，神经科学界都盯着神经元不放，觉得它们才是大脑功能的核心，而包括星形胶质细胞在内的神经胶质细胞，不过是凑数的“支持系统”。
这种偏见持续了几十年，直到2010年代，耶路撒冷希伯来大学的记忆研究专家茵巴尔·戈申率先提出质疑。

当时的她在学术会议上像个异类，不少同行私下觉得“研究星形胶质细胞就是瞎折腾”，但创新分子工具让她看到了这类细胞的潜力，它们在学习和记忆中扮演的角色，远比想象中重要。
如今这一认知早已被颠覆，加州拉霍亚索尔克生物研究所的尼古拉·艾伦深耕神经胶质细胞研究多年，她发现现在相关学术会议场场爆满，曾经的“边缘领域”已成主流。

其实早在十九世纪，科学家就通过显微镜发现大脑里神经元和神经胶质细胞数量大致相当，但二十世纪膜片钳技术的出现，让神经元的电信号研究变得容易，这才让星形胶质细胞被埋没。
毕竟在当时的技术条件下，没有电信号的它们，看起来确实“功能迟钝”。

调控睡眠与记忆的“长曝光相机”
星形胶质细胞最让人惊喜的本事，是破解了大脑里两个关键谜题，昼夜节律的维持和记忆的编码存储。
人体主生物钟视交叉上核全靠抑制性神经递质GABA工作，可一个只懂“抑制”的系统怎么能自主循环，这曾让科学家困惑多年。

直到十年前，马可·布兰卡乔用谷氨酸检测器在小鼠脑切片中发现，夜间谷氨酸水平会达到峰值，且和GABA一样有节律，而这些谷氨酸的来源，正是此前被忽视的星形胶质细胞。
后续研究证实，它们通过白天开启、夜间关闭GABA摄取系统，为生物钟提供了关键反馈机制，在记忆领域，星形胶质细胞更是发挥着“长曝光相机”的作用。

日本神经科学家永井淳解释，它们的信号传递需要数小时甚至数天，不像神经元只需毫秒，这种“慢节奏”刚好能留住那些易消逝的重要事件痕迹，戈申团队的实验就发现，当小鼠学会寻找水奖励后，接近奖励时星形胶质细胞的钙离子活性会逐渐增强。
但在新环境中就不会有这种反应，说明它们能编码空间记忆信息，而美日两国的最新研究也证实，这类细胞能帮助稳定和回忆恐惧相关的记忆。

百万突触连接的“超级网络”
之所以能实现这么复杂的功能，和星形胶质细胞的独特结构密不可分，在光学显微镜下它们呈星形。
但用更精密的设备观察会发现，除了核心部分，它们还延伸出无数几十纳米宽的微小小叶，这些结构像茂密的球体，填满了神经元之间的所有空隙，且彼此互不重叠。

人脑中每个星形胶质细胞最多能连接两百万个突触，不同脑区还有专属的星形胶质细胞类型，这种广泛分布让它们能全方位调控大脑环境，支撑这一切的，是星形胶质细胞的钙信号机制。
它们没有神经元那样的电信号，却能通过钙离子水平的波动传递信息，还能响应过量神经递质等外界信号。
虽然钙信号速度远慢于神经元，但影响力极大，能驱动信号分子、离子和代谢物的释放，进而调节神经元、其他胶质细胞和血管的行为。

加州大学洛杉矶分校的巴尔吉特·哈克说得好，“形态服从功能”，他的实验室通过调控星形胶质细胞的钙信号通路，成功观察到其对大脑功能的直接影响。
西雅图艾伦脑科学研究所的曾宏奎也补充，神经元负责传递核心信号，而星形胶质细胞通过微调突触周围环境，决定着神经元是否会被激活，二者缺一不可。

神经疾病的新治疗靶点
随着研究深入，科学家发现星形胶质细胞还是攻克神经疾病的关键，在精神疾病领域，哈克团队通过小鼠实验证实。
激活或阻断星形胶质细胞的特定钙信号通路，能有效调节强迫症等疾病的特征性行为，这意味着它们可能成为精神疾病的新治疗靶点。

而在亨廷顿病这类神经退行性疾病中，研究人员发现患者大脑纹状体的星形胶质细胞中，一组维持神经元外环境的基因表达降低，通过分子工具提升这些基因表达后，小鼠的部分行为得到明显改善，对缓解注意力不集中、抑郁等早期症状有重要意义。
阿尔茨海默病的研究更是取得重大进展，伦敦大学学院的巴特·德·斯特鲁珀团队发现，星形胶质细胞和小胶质细胞会协同加速疾病进程，且它们在淀粉样斑块形成前就已参与其中。

疾病早期神经元会过度活跃，而星形胶质细胞的钙信号会下降，纠正这一信号后，神经元活动恢复正常，小鼠的睡眠障碍等早期症状也会消失。
戈申团队的预印本研究更让人振奋，在阿尔茨海默病动物模型中，激活星形胶质细胞的钙信号通路后，小鼠的正常记忆完全恢复，正如德·斯特鲁珀所说，未来的神经疾病疗法，必须同时针对神经元和星形胶质细胞，才能真正见效。

塑造人类智慧的关键
星形胶质细胞的价值还不止于此，它可能是人类认知能力领先其他物种的核心原因之一，英国曼彻斯特大学的阿列克谢·韦尔赫拉茨基研究发现。
人类星形胶质细胞的结构远比猴子和啮齿动物复杂，体积至少是大鼠的十倍，分支数量更是多出十倍，而果蝇的星形胶质细胞样细胞则简单得多。

纽约罗切斯特大学医学中心的实验更直观，将人类星形胶质细胞移植到小鼠体内后，这些小鼠在记忆任务中的表现明显优于对照组，直接证明星形胶质细胞的复杂性与认知能力正相关。
如今，计算神经科学家也加入了研究行列，芬兰坦佩雷大学的玛雅莉娜·林内团队与德国科研人员合作，构建了迄今为止规模最大的星形胶质细胞模拟器，能同时模拟一百万个星形胶质细胞和神经元，为破解大脑奥秘提供了强大工具。

从被忽视的“配角”到大脑功能的核心参与者，星形胶质细胞用几十年的时间完成了逆袭。
这些沉默的“星体”不仅让我们重新认识了大脑的工作原理，更在神经疾病治疗、类脑计算等领域开辟了新赛道，未来还会带来更多惊喜。