《科学》：里程碑！不是神经元，大脑中“胶水”才是情绪调控中心

一个多世纪以来，神经科学家们笃信一个简单的信念：大脑中数十亿个神经元的电信号交互，单独决定了我们的思考、情绪和行为。如果你想理解抑郁、焦虑或睡眠障碍，就去研究神经元的放电模式。这套逻辑看起来完美无缺，直到2025年《科学》杂志同期发表的三篇论文，彻底撼动了这个基础假设。

这些分别在小鼠、斑马鱼和果蝇中进行的研究揭示了一个令人震惊的事实：一类被长期忽视的脑细胞，星形胶质细胞，实际上扮演着大脑"情绪调控中心"的关健角色。它们曾被视为神经元的简单支持细胞，如今却被证明能决定动物何时焦虑、何时放弃、何时入睡。

被忽视一百年的"胶水"

星形胶质细胞的名字来自希腊语"glue"，意思是胶水。这个名字本身就反映了18世纪中叶人们对它的轻视：不过是把大脑粘在一起的填充物罢了。即使到了20世纪中叶，尽管科学家已经知道它们会吸收多余的神经递质、维持离子平衡，大多数人仍然认为这只是被动的"后勤保障"工作。

转折点出现在1989年。斯坦福大学的史蒂芬·史密斯和他的学生用自制的荧光显微镜观察脑细胞时，意外发现星形胶质细胞在受到神经递质谷氨酸刺激后，会产生如波浪般扩散的钙信号。"那些星形胶质细胞彻底疯了"，史密斯回忆当时的场景说。这些钙波显示出协调一致的活动，仿佛星形胶质细胞彼此间在交流，并且在监听神经元的对话。

但这个发现并未立刻改变学界的认知。在随后的三十多年里，关于星形胶质细胞是否真的参与信息处理，神经科学家们展开了激烈而喧闹的争论。一些人认为它们会释放自己的"胶质递质"影响神经元，另一些人则对此提出质疑，争议的核心在于：没人能清楚解释星形胶质细胞究竟如何与神经元对话，以及这种对话对行为有什么意义。

从果蝇到斑马鱼的惊人平行

2016年，俄勒冈健康与科学大学的马克·弗里曼团队在果蝇中取得突破。他们发现，当果蝇受到惊吓时，去甲肾上腺素（果蝇版本的应激激素）会激活星形胶质细胞，后者释放腺苷这种分子，从而抑制神经元的信号传递。这是首次在分子层面追踪完整的"神经元 星形胶质细胞 神经元"的信号接力过程。

但仅凭一篇果蝇论文，还不足以说服怀疑者。真正的转折出现在2025年。霍华德·休斯医学研究所的米莎·阿伦斯团队用斑马鱼做了一个巧妙的实验：让鱼在虚拟水流中徒劳地游动。他们发现，当鱼一次次尝试对抗水流时，星形胶质细胞中的钙离子会逐渐累积，仿佛在"计数"失败的次数。当累积到某个阈值，星形胶质细胞突然释放ATP（三磷酸腺苷），在细胞外转化为腺苷，然后激活抑制游动的神经元。斑马鱼于是放弃了。

更戏剧性的是，当研究人员用激光使星形胶质细胞失活时，鱼就再也不会停止游动；而如果人为激活星形胶质细胞，鱼则会立刻停下。这是第一次有人证明星形胶质细胞在行为状态切换中发挥直接作用。

与此同时，华盛顿大学的托马斯·帕普万团队在小鼠中发现了几乎相同的机制。他们原本认为去甲肾上腺素是通过直接作用于神经元来调节突触可塑性的，但令他们震惊的是，即使移除了神经元上的去甲肾上腺素受体，这些效应依然存在。"我们没想到，竟然全部都是通过星形胶质细胞"，帕普万说。

在果蝇、斑马鱼和小鼠这三种差异巨大的物种中发现几乎平行的分子通路，意味着这套机制在进化上高度保守，很可能在人脑中同样存在。

情绪的"慢调节器"

与神经元毫秒级的快速放电不同，星形胶质细胞工作在秒到分钟的时间尺度上。这种"慢节奏"恰恰适合调控那些持续较久的大脑状态：清醒与睡眠、焦虑与平静、坚持与放弃。弗里曼团队的最新研究还发现，去甲肾上腺素会改变星形胶质细胞对神经递质的敏感性。平时它们几乎"听不见"神经元的交谈，但一旦去甲肾上腺素水平上升（比如受到惊吓或压力），星形胶质细胞突然能"听到"几乎所有突触的信号，并反过来调制神经元的活动模式。

这种机制有助于解释大脑如何在截然不同的状态间快速切换。当你突然被吓一跳时，不仅心跳加速，整个大脑的信息处理模式也发生了转变。这种转变可能不是神经元自己完成的，而是星形胶质细胞在幕后协调的结果。

一些研究还表明，星形胶质细胞的这种"累积计数"能力可能延伸到睡眠调节。它们似乎在一天中持续记录不断增加的睡眠负债，当累积到一定程度，就释放促睡眠分子，改变整个大脑的活动状态。去年，研究人员还揭示了一条由压力触发的神经元 星形胶质细胞回路，在小鼠中引发了类似抑郁的行为。

重写教科书的时刻

"我们正生活在连接组学的时代，大家都爱说，如果你理解了神经元之间的连接，就能理解大脑如何运作，这不是真的"，弗里曼说。在神经元连接完全不变的情况下，神经元的放电模式也可能因为星形胶质细胞的调控发生剧烈变化。

这个发现对神经科学的影响是深远的。过去一百年，研究人员绘制了详尽的神经回路图谱，但这些图谱只包含神经元，就像一张缺少了重要图层的地图。"现在做神经回路实验的人中，有99%根本不会去想星形胶质细胞在做什么"，弗里曼说，"而它们可能对这些回路的功能产生极其深远的影响。"

对于临床医学来说，这些发现也开辟了全新的治疗方向。"神经科学一个世纪以来几乎只关注神经元，但我们至今还没有治愈任何一种脑部疾病"，帕普万说。如果抑郁症、焦虑症或睡眠障碍本质上是星形胶质细胞信号失调的疾病，那么针对这些细胞开发药物，可能比现有的神经递质类药物更有效。

人的情绪变化相对缓慢，这一过程部分由神经调制物驱动，而星形胶质细胞在神经调制中的核心角色，使它们成为极具潜力的药物靶点。在许多脑区，星形胶质细胞的数量甚至超过神经元，它们形态复杂，有时伸出的触须可以包裹几十万甚至上百万个突触。这种解剖结构让它们处在一个完美的位置，足以在整个大脑范围内协调信息流动。

"至少在概念层面上，星形胶质细胞领域现在所处的位置，并不比20世纪50年代现代神经科学刚起步时，人们对神经元的理解先进多少"，斑马鱼研究的第一作者亚历克斯·陈说。这意味着，我们正站在一个全新领域的起点，未来几十年可能会见证对大脑运作方式的根本性重新理解。

从被忽视的"胶水"到大脑状态的"总调度"，星形胶质细胞的故事提醒我们：科学中最重大的发现，往往来自对那些被视为理所当然的假设的质疑。当我们以为神经元的放电模式已经能解释一切时，那些安静而缓慢的星形胶质细胞，正在幕后悄然改写整个大脑活动的乐章。