大脑中有多少胶质细胞?

科学思维的基本原则之一是怀疑态度。一个好的科学家拒绝盲目接受任何事情,而是仔细审查每个声称的事实陈述,以确保证据支持它。

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什么是胶质细胞?观看这个2分钟的视频查看。

因为这种心态在科学学科中是如此普遍,所以很难理解未经证实的主张如何能被当作科学事实接受。但这种情况偶尔会发生。一些未经证实的断言甚至进入了被吹嘘的领域常识- - - - - -一个指定意味着什么是如此良好的,因为你甚至不需要源头来返回它了。在过去的几十年中,这一直是索赔的状态,即还有更多胶质细胞神经元在大脑中。

至少一个半世纪以来,神经科学家们一直对准确估计大脑中神经元和神经胶质的数量感兴趣。尽管无论你如何切割,计算出这些数字都是一项了不起的壮举,但由于胶质细胞的体积很小,很难将它们与其他小细胞区分开来,因此确定胶质细胞的数量一直是特别具有挑战性的。尽管如此,细胞计数方法在过去几十年里有了巨大的进步,我们有理由相信,我们终于对神经元和胶质细胞都有了一些有效的估计。

计数脑细胞的方法

尽管存在显微镜分辨率差、细胞染色方法不成熟等技术限制,早期的神经科学家有时仍能得出大脑中可靠的神经元数量。例如,海伦·布拉德福德·汤普森,发布了估计数在1899年神经元的数量脑皮质(大约90亿)与当前估计数约为10-20亿美元。

像海伦布拉德福德汤普森这样的早期神经科学家通过实际计算神经元来抵达神经元数。事实上,这种方法今天仍然使用,只是以更精致的方式使用。但总体思想是相同的:计算各种脑组织样本中的细胞数,并将所获得的数量推断为更大的脑区域,或整个大脑。

最近开发的单元计数方法使用一些额外的步骤来使过程更容易,更精确。它涉及服用脑组织样本并均质化It破坏细胞膜,使细胞核完好无损,并产生液化脑的汤混合物。可以用荧光染料染色核,可以使用抗体来区分神经和非神经元细胞,然后可以计数核。

这个过程称为各向同性分级。各向同性是均匀性,并且是指在脑组织均化后形成的混合物。和分馏表明细胞被计数在整个组织的一小部分,然后结果被用来推断大脑区域的其他部分的数字。

Gial Cell估计

各向同性分级是一种相对较新的方法。在开发之前,在大脑中发现准确的细胞数更加艰苦并且易受错误的影响。如上所述,胶质细胞特别有问题。

在20世纪80年代以前,研究人员对大脑中胶质细胞的数量表示不确定,这体现了计算胶质细胞的困难。尽管人们普遍认为微小的胶质细胞数量超过了神经元,但并没有很多确凿的证据来证明这一点。因此,科学家在陈述胶质细胞数量时使用“也许”这样的限定词并不罕见。当时普遍的估计是,胶质细胞的数量“可能”是神经元的十倍。

但有一些人做出了更明确的陈述。例如,霍尔格Hyden - 在20世纪60年代,在20世纪60年代更加果断地说,一种信誉良好的生物化学师和神经科学师,所以有十倍的胶质细胞作为神经元。这可能是在他对特定地区的宣言的情况下的情况脑干他研究的是胶质细胞的数量明显超过神经元的地方。但是,对整个大脑的推断仍然是推测性的,尽管它是结论性的。

就像在科学写作中发生的一样,研究人员发现了海登的声明和其他类似的声明,并在撰写期刊文章或教科书时引用它们。随着时间的推移,这种情况发生得足够多,以至于这些本不应该是明确的声明,变成了常识。

到了20世纪80年代,即使是最著名的神经科学来源也断言,在大脑中,胶质细胞的数量至少是神经元的10倍。例如,在1985年版的著名神经科学教科书《神经科学原理》(有时被称为“神经科学圣经”)中,胶质细胞的数量是神经元的10到50倍。因为这篇文章还估计了大脑中神经元的数量大约是1万亿(现在认为这是一个巨大的高估),胶质细胞的数量暗示在10到50万亿之间。

但是,这些数字再次投机,他们与实际计算细胞的数据研究人员没有匹配。例如,一份关于大脑中神经元和胶质细胞数量的令人尊敬的评估报告发表了1986年,它建议有大约70-80亿个神经元和40-50亿胶质细胞。主要研究报告中报告的最多胶质细胞1968年是1300亿吗

然而,这些看似更准确的估计在很大程度上被忽视了。直到21世纪后期,当研究人员开始发表使用各向同性分馏的数据时,该领域才注意到这些差异。

揭穿神话

这方面的突破性纸张由巴西神经科学家Suzana Herculano-Houzel和她的同事发表在2009年,他们使用各向同性分馏方法来计算大脑中神经元和胶质胶质,并最终以860亿神经元和850亿个非神经元细胞(其中包括胶质细胞,如内皮细胞等细胞)。这表明实际上存在较少这与之前获得的一些数据一致。

一开始,接受这些数字有一点阻力,因为一些人认为,各向同性分馏的结果还没有通过与更知名的细胞计数方法得到的结果进行比较来验证。然而,这些验证性研究是随着时间的推移而来的,随后的研究支持了Herculano-Houzel小组的数字。今天,大多数研究人员已经接受了通过各向同性分馏获得的数据,而且大量的证据支持胶质细胞与神经元的比例约为1:1的观点。

当然,这并没有降低神经胶质的重要性。从历史上看,它们在大脑中扮演的重要角色并没有得到应有的认可。然而,随着我们对神经胶质功能的更多了解,这种情况最近几年似乎有所改变。当我们对神经胶质的作用有了更准确的认识后,我们似乎也不再对它们的数量进行不准确的估计了。

也许不仅仅是什么,胶质电池计数的历史教导了我们,我们应该对犯下初步研究没有直接支持的任何来源持怀疑态度。仅仅因为权威来源明确地说,它并不一定意味着这是真实的,甚至是研究备份。重要的是,特别是在这个极端信息可用性的时代,我们对我们消耗的信息非常重要。

参考(除了上面的链接文本):

Von Bartheld CS,Bahney J,Herculano-Houzel S.寻找人脑中的真神经元和神经胶质细胞的真实数:对150年的细胞计数综述。J Comp Neurol。2016年12月15日; 524(18):3865-3895。DOI:10.1002 / CNE.24040。EPUB 2016年6月16日。

2分钟神经科学:胶质细胞

在这个视频中,我讨论胶质细胞.我简要解释了这个功能小胶质细胞主要的类型宏利利亚星形胶质细胞oligodendrocytes.施旺细胞室管膜细胞径向神经胶质, 和卫星电池

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