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大脑的“时间感受区”被发现!对大脑有多重要?

 姿势分子_ 2022-12-05 发布于辽宁

生物体真的是大自然的奇迹,几乎可以说,生物身上的每一个部分,都有其特殊的意义。有些部位看似没有,也许是尚未退化,但也可能是科学家还没发现其重要的功能。

在我们的许多上皮细胞的表面,都存在一种特殊的结构,叫做纤毛,它们通常只有5~10微米长(1微米=0.001毫米),粗约0.2微米。一百多年前的时候,科学家一度认为这些纤毛不过是人类在漫长的演化过程中尚未完全退化的结构。越来越多的研究表明,这些纤毛真不是没用的结构,别看它们一点都不起眼,实则对生物来说至关重要。

纤毛根据性能的不同,可以分为两类:运动纤毛和不动纤毛(又称为初级纤毛)。

运动纤毛可以辅助细胞(比如单细胞生物)的运动,也可以将特殊的物质移动到细胞表面的特定位置。甚至有些人存在内脏逆位的现象(也就是诸如心脏长在了右边),也与纤毛有关。

人体内的大部分纤毛是初级纤毛,别看它们不动,但也至关重要,在接收和响应感官信息方面发挥着不可替代的作用。不过,对于它们和大脑中的高阶认知功能之间的配合,科学家一直不太清楚。

最近,美国加州大学欧文分校(UCI)的研究人员在对小鼠进行的实验中发现,这些初级纤毛很有可能影响着生物对时间的感知。他们通过基因技术,敲除了小鼠纹状体的纤毛,发现了这个惊人的现象。

纹状体位于大脑基底节区,可以协调动物复杂、精细的运动,还影响着动物的学习、计划和决策等能力。

研究人员发现,当小鼠失去了纹状体纤毛之后,虽然还保持着长期记忆、习惯性或已经学会的运动技能,但已经无法学习新的运动任务,产生了重复运动的行为,并且在进行决策的时候出现了明显的迟钝。另外,小鼠的快速回忆位置和方向信息的能力,以及它们过滤不相关的环境感官信息的能力,也都遭受了不同程度的负面影响。

这些影响看起来八竿子打不着,但有一个共同点,那就是需要小鼠在适当的时间内对环境变化做出迅速的行为改变。而且研究人员认为,这句话中真正受到纤毛缺失的影响的,就是“时间”。也就是说,他们认为纹状体纤毛很可能就是动物用来感知时间的结构。

这是小鼠的反应,至于人类的纹状体纤毛是否也与时间感知有关,研究人员还没有进行调查。但本次研究提供了一个方向,或许未来的研究可以在此基础上深入展开,发现二者之间的关系。

要知道,时间感知能力的错乱和许多疾病有关,比如精神分裂症、帕金森病、亨廷顿舞蹈症、自闭症谱系障碍等。如果我们能够了解纤毛在感知时间方面扮演的角色,或许就能够对这些疾病的患者进行靶向治疗,改善他们的行为缺陷。

相关研究已发表在《分子神经生物学》杂志上。

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