人们最重要的毛发藏在你的身体里

挪威科技大学Kavli系统神经科学研究所的Yaksi小组的研究人员通过观察斑马鱼的大脑，研究大脑的解剖学和功能。

沿脑室生长的细胞配有微小的毛发状突起，这种毛发状突起被称为纤毛。目前对纤毛的了解甚少，但我们知道它们如果停止工作将会发生什么。

有纤毛缺陷的人可能会出现脑积水和脊柱侧凸等神经系统疾病。

来自挪威科技大学Kavli系统神经科学研究所的Yaski小组的新研究表明，纤毛是大脑正常发育所必须的。

人脑有四个充满液体的腔，称为脑室，所有的腔都是相互连通的。脑室内生产并充满了脑脊液，脑脊液是持续运动的，但具体运动因我们正在做的事情而有所不同。

“有几种理论存在，但多年来，这种流体循环被认为是为大脑提供营养，同时也移除了废物，”NTNU的Kavli研究所的高级研究员Nathalie Jurisch-Yaksi说。

“脑脊液的流动有助于在整个大脑中传递分子信号，”Kavli研究所的教授Emre Yaksi说。由于道德和实际原因，不可能对人类进行这种研究。因此，研究小组选择对斑马鱼幼鱼进行研究。

斑马鱼幼鱼是这类研究的理想选择。它们就像人类一样是脊椎动物，可以告诉我们人类大脑是如何发育和工作的。实际上，斑马鱼在幼年阶段是透明的。这意味着研究人员无需进行任何干预，就可以非常详细地研究斑马鱼的大脑发育过程和功能，并且不会造成任何疼痛。

“我们甚至可以调查每个细胞和每根纤毛，”研究人员Christa Ringers说。

Yaksi研究小组的研究人员发现，具有纤毛的细胞群被分布在脑室的不同区域，它们共同组成一个稳定的液体而定向流动。

心跳脉动和身体运动也会影响脑脊液的循环，但纤毛的运动似乎在保障单个脑室内稳定的液体流动。这种流动是局部的，因此它主要局限于每个脑室。但与此同时，似乎需要分隔流动以保持不同脑室之间的管道开放畅通。

“如果我们停止纤毛的运动，连接脑室的导管会关闭，”Jurisch-Yaksi说。每个脑室中的流体流动和不同脑室之间的流体交换取决于我们是静止状态还是移动状态。

“只要鱼处于静止状态，我们发现脑室之间的液体交换极少，即使心脏跳动导致它们之间有一些流动，”研究人员Emilie Willoch Olstad说。

但是当我们移动时，这一切都会发生改变。运动导致不同脑室之间很大程度的流体交换。纤毛主要有两种，运动或者非运动，也称为初级纤毛。Yaksi小组检查了运动纤毛。

与人体内大多数其他导致液体转移的纤毛不同——例如保护肺部的刷状呼吸道纤毛，Kavli的研究人员发现，发育中的斑马鱼脑室周围的纤毛具有螺旋桨状的运动形式，很像精子的尾巴。

与此同时纤毛还可以间接帮助大脑保持年轻和健康。新的神经细胞生长在充满液体的脑室壁附近。从这里，它们迁移到大脑的不同区域。

这些新生细胞的分化被认为受到营养物和分子信号的影响，这些信号通过脑室壁附近的脑脊液流动从而被传递。

在斑马鱼中，新神经元的诞生，也称为神经发生，不仅发生在发育中的大脑中，也发生在成年鱼类中。最近的研究表明，这种情况也发生在人类身上。

研究流体的动态运动非常复杂，需要采用多学科方法。数学家、工程师和物理学家都可以帮助了解纤毛运动如何发生并产生流动。

Kavli研究所的Yaksi小组渴望与工程师们合作，因为工程师可以帮助开发更好的分析工具和计算机模型来研究大脑中的液体循环。他们正在积极寻找具有相应技能的人员和合作者。他们的研究还远远没有结束。下一步是通过操纵纤毛来观察是否有可能影响斑马鱼的大脑功能。

例如，当纤毛介导的流动受到干扰时，神经活动，甚至昼夜节律将如何变化?斑马鱼白天通常比夜晚活跃得多。改变脑脊液流动会改变鱼类在一天中不同时间对环境的感知和反应方式吗?这些将是研究人员计划解决的下一个问题。