经过几个月的准备后,我与我在NIH的同事史蒂文斯(Beth Stevens),开始盯着暗室里的电脑萤幕,只等按钮一按就可以测试我们的假说了。当我们打开刺激器后,背根神经节神经元立即产生反应,钙离子涌入轴突,背根神经节神经元的颜色就从蓝色变成绿色,再变成红色,最后变成了白色(这些颜色的变化是根据钙离子浓度而设计的假色刻度,蓝色浓度较低、白色浓度最高)。刚开始时,许旺氏细胞或寡突细胞的颜色并没有改变,但大约过了漫长的15秒钟后,这些神经胶细胞突然开始发光,就像是圣诞树上整串发亮的灯泡。这些神经胶细胞不知如何侦测到轴突的脉冲活性,并以增加细胞质钙离子浓度的方式反应。
神经胶细胞之间互通款曲
至此我们确认了神经胶细胞是以钙离子流入细胞的方式感知轴突的活动。而在神经元,钙离子会活化产生神经传递物的酵素。钙离子流入神经胶细胞大概也会活化能引起反应的酵素。但神经元想要造成什么样的反应呢?更重要的,究竟是什么东西引发钙离子的流入?
先前针对脑中一种叫「星状细胞」的神经胶细胞所做的研究,提供了一些线索。星状细胞的数个功能之一,是将养份从微血管传给神经元。另一个功能是维持神经元周遭最理想的离子环境,如此才适合电脉冲的激发;为发挥这项功能,其中星状细胞部份的工作,是要清除神经元激发时释出但残留的神经传递物与离子。1990年时,美国耶鲁大学的史密斯(Stephen J. Smith,目前在史丹佛大学)所领军的研究团队,利用钙离子造影技术进行了一个经典实验。结果显示,如果把神经传递物麸胺酸加入组织培养中的星状细胞,细胞中钙离子的浓度就会突然上升。钙离子波(calcium wave)不久就扩散到培养皿里所有的星状细胞。星状细胞的反应就像是神经传递物刚从神经元释出的情形一样,而且,它们基本上该是在互相讨论着有关神经冲动的消息。
有些神经科学家想知道,这种沟通方式是否只是单纯钙离子或相关信号分子穿越了毗连星状细胞的开通管道。1996年,美国犹他大学的凯特(Ben Kater)和他的同事终于解开了谜团。他们利用一根尖锐的微电极,将培养皿里的单层星状细胞从中切开,在中间形成一道没有细胞的中空地段,就像高速公路一样隔开了两侧燃烧的森林。但当他们刺激其中一边的细胞产生钙离子波时,钙离子波却可以轻易穿越中间空隙到另一边。由此可知,星状细胞传送的信号必是经由细胞外的液体,而非细胞的直接接触。
往后数年,许多实验室积极研究,也得到类似结果。星状细胞的钙离子反应,可以藉由添加神经传递物或利用电极刺激突触释出神经传递物所引发。同时,生理学家与生化学家也发现,神经胶细胞有受体,可以接受神经元用以做突触沟通的许多神经传递物,它们也同样有大多数神经元用来产生动作电位的离子通道。
来自
http://sa.ylib.com/read/readsho...442&DocNo=702