我們都曾在某個時刻碰過頭，而此類事件通常是無害的。這要歸功于我們大腦中充滿液體的腔室，它們可以抵消輕微的撞擊和震動，并為我們神經(jīng)系統(tǒng)的敏感部分提供緩沖。然而，腦液不僅僅具有保護(hù)功能：它可以清除細(xì)胞廢物，為我們的神經(jīng)組織提供營養(yǎng)，并運輸重要的信使物質(zhì)。然而，這些信使物質(zhì)實際上是如何被傳遞到大腦中的目的地的，到目前為止還不清楚。哥廷根的馬克斯·普朗克研究人員現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，特殊細(xì)胞表面的微小纖毛可以起到引領(lǐng)作用。通過同步的跳動運動，它們創(chuàng)建了一個復(fù)雜的動態(tài)流網(wǎng)絡(luò)，就像運輸分子“貨物”的傳送帶一樣?？茖W(xué)家獲得的結(jié)果表明，這些流動將信使物質(zhì)直接發(fā)送到需要它們的地方。
纖毛清除呼吸道中的灰塵、粘液和病原體，通過輸卵管運輸卵細(xì)胞，并幫助精子前進(jìn)。我們大腦的四個腔室，即所謂的腦室，也排列著一層高度特化的細(xì)胞，表面覆蓋著纖毛束。雖然每一個的大小只有千分之幾毫米，但數(shù)百個一起跳動卻能產(chǎn)生強大的水流。
馬克斯普朗克生物物理化學(xué)研究所 (MPI) 的 Gregor Eichele 和 Regina Faubel 以及 MPI 動力學(xué)和自組織研究所的 Eberhard Bodenschatz 和 Christian Westendorf 現(xiàn)在已經(jīng)成功地使這些流動的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在孤立的大腦中可見心室組織。在他們的實驗中，哥廷根的研究人員集中研究了位于下丘腦的第三腦室。“下丘腦是一個非常重要的控制中心，調(diào)節(jié)循環(huán)系統(tǒng)、體溫、性行為、食物攝入和荷爾蒙平衡等功能。令我們驚訝的是，下丘腦有一個復(fù)雜的運輸系統(tǒng)，通過它來分配信使物質(zhì)。腦液，”MPI 生物物理化學(xué)基因與行為系主任 Gregor Eichele 解釋道。
熒光示蹤劑可視化流動
然而，流體的運動無法在顯微鏡下直接觀察到。為了可視化該運動，Eichele 部門的 Regina Faubel 使用從小鼠身上分離的腦室組織開發(fā)了一種新的實驗方法。在培養(yǎng)皿中，科學(xué)家向神經(jīng)組織注入微小的熒光顆粒，這些熒光顆粒隨后作為示蹤劑隨培養(yǎng)基移動。然后她在顯微鏡下記錄了神經(jīng)組織內(nèi)每個粒子的路徑。在她的同事克里斯蒂安·韋斯滕多夫?qū)ｉT開發(fā)的計算機程序的幫助下，研究人員最終結(jié)合了大量的數(shù)據(jù)，創(chuàng)建了一張可以進(jìn)行科學(xué)分析的圖片。
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