分解脑细胞

虽然长时间睡眠的想法听起来很诱人，但动物实际上会让自己经历很多事情。它们不断地冷却和加热身体，给器官带来巨大的压力，有些甚至使自己患上糖尿病。冬眠显然不是一件轻松的事，事情变得公平了更糟糕的是，为了节省能量，动物会拆除大脑中的突触。这些是神经元发送和接收信号的部分，没有它们，我们都很没用。但更神奇的是，当“醒来”的时候，他们会把它们重新组合在一起，就像他们以前一样。Giovanna Mallucci教授是剑桥大学的临床神经科学家，她向Connie Orbach解释了这是如何工作的。

Giovanna:我想你们已经从我们的其他演讲者那里听说过，有很多过程会减慢并关闭冬眠，包括新陈代谢。节约能量的一种方法是停止大脑使用它的能量，拆除脑细胞之间的突触连接是一种方法。发生的事情是，在冷却的过程中，我们称之为“树突窝点”的东西收缩了，你知道，一个脑细胞连接到另一个细胞的所有连接和分支，以及实际的接触——就像把插头从插座上拔下来一样，它们被拔掉了，所以没有能量流动。当它们重新加热时，会有一个信号重新连接这些结构;这究竟是如何发生的，我们完全不知道，对我们来说非常非常有趣，但我们确实知道很多关于驱动再生能力的过程。

康妮-整个大脑都是这样吗?

乔凡娜-是的，大脑和我们所有人每时每刻都在发生。所以在修剪和生成或再生之间有一个平衡，以维持一种现状，学习和记忆需要新的突触，然后当你睡觉或其他情况下，你修剪并摆脱所有多余的突触。但是突触再生和更新的能力是修复的一部分，它被称为“结构突触可塑性”。

康妮-那让我把事情搞清楚。所以冬眠中的动物所发生的事情实际上是人类和动物一直发生的事情的一个更极端的版本?

乔凡娜:对，完全正确。

康妮:那你在工作中是怎么运用这个方法的呢?

Giovanna:我们知道，在神经退行性疾病中，比如阿尔茨海默氏症，这是一种典型的疾病，但也有许多其他疾病。最早发生的事情，在你的脑细胞退化之前，是突触丢失随着突触丢失记忆下降，我们所说的认知功能下降，只是不清楚为什么会出现突触的早期丢失这是这些疾病中如此重要的阶段，它很重要，因为它会给你带来症状，b)因为它是可逆的。这是在脑细胞死亡之前的阶段，在神经元死亡之前，实际上，如果你能增加突触的数量你就能恢复记忆所以这是一个非常有吸引力的，有针对性的干预点。我们最初的假设是突触在阿尔茨海默病和帕金森病以及其他疾病中早期丢失的原因是因为再生能力的失败而再生能力是我们正常结构可塑性的一部分。我们采用小鼠冬眠或诱导实验室冬眠的方法，在小鼠神经变性模型中测试突触自我再生的能力。

康妮:你发现了什么——发生了什么事?

乔凡娜:首先，我们发现非常有趣的是，通常不冬眠的老鼠，可以用你通常期望的所有方式冬眠。所以如果你给它们降温，它们的体温会下降，它们会拆除突触，它们会进入麻木状态，然后，当你再给它们降温，它们就会完全恢复正常。我们发现正常的老鼠会拆卸和重新组装它们的突触但是我们用的那些有神经退化模型的老鼠——那是老年痴呆症型的老鼠，还有患有朊病毒病的老鼠——那是另一种神经退行性疾病。它们不能重新组装突触所以它们可以拔掉插头但它们不能再把它们放回去这种退化能力的缺乏让我们很好地理解了为什么突触会这么早消失。

康妮:你深入了解了吗?你们看到其中的蛋白质了吗，对吗?

乔凡娜-是的。所以冬眠和降温对你有两件事:它停止新陈代谢，停止蛋白质合成，但有一组蛋白质被上调，这些被称为“冷休克蛋白”，它们是一个相对较新的蛋白质家族。其中一种叫做RBM3，也就是RNA结合基序蛋白3，在大脑中高度表达，在冬眠期间被上调，这种蛋白质保留了一些非常重要的信使RNA，这些信使RNA是你生存所需要的，准备在你醒来时变成蛋白质。我们发现阿尔茨海默氏症患者大脑中的RBM3正在衰竭，如果我们把它放回去，我们就能拯救他们。

康妮:你发现了RBM3蛋白，你现在要去哪里?

Giovanna:所以，我们没有找到蛋白质;我指的是一种已知的冷休克蛋白。我们所做的是将其与阿尔茨海默型小鼠模型中神经退行性疾病的结构可塑性失败联系起来我们现在想做的是了解与人类疾病的关系。因为我们在老鼠身上发现，如果你把蛋白质放回去它会有不可思议的保护作用，它会给它们新的突触，它会阻止它们神经退化，它会阻止它们失忆，它会长期保护它们你可以通过早期冷却老鼠来提高它们的内源性或它们自己的RBM3水平，或者通过人工地把它放进去。所以现在，很明显，这是一种保护人类疾病的神经系统的方法，但从长远来看，冷却本身是不现实的。它在医学上使用;它用于新生儿缺氧损伤;它被用于中风后心脏手术，以及许多形式的神经外科手术。所以我们认为这是通过RBM3起作用的，我们的理想是能够控制RBM3的水平来保护，而不需要冷却。