摘要：过去一百年，神经科学教科书里对轴突的描述基本没变，都是光滑管状，像一根根固定的电缆，信号传导速度全看轴突直径粗细，还有有没有髓鞘包裹。

文 | 金锐点

编辑 | 金锐点

过去一百年，神经科学教科书里对轴突的描述基本没变，都是光滑管状，像一根根固定的电缆，信号传导速度全看轴突直径粗细，还有有没有髓鞘包裹。

这套认知从19世纪末卡哈尔画出神经元图像开始，就成了行业里的常识。

但2024年底，《自然-神经科学》发表的一项研究直接打破了这个常识，美国有个科研团队发现，轴突其实是纳米珍珠链的模样，还能通过调整这个结构改变信号传导速度。

这真能推翻延续百年的神经理论吗？这次打破认知的研究，由美国约翰·霍普金斯大学医学院Shigeki Watanabe教授团队牵头，加州大学圣地亚哥分校团队也参与了协作。

研究最核心的突破，是第一次看清了轴突的真实形态，他们用高压冷冻电子显微镜观察小鼠的无髓轴突。

发现轴突上有直径约200纳米的小珠子，也就是非突触性的曲张体，还有直径仅60纳米的链节，两者交替排列，看着就像一串特别小的珍珠手链。

为啥以前没人发现呢？其实是老研究方法拖了后腿，过去研究轴突，都用化学固定技术处理样本。

要经过脱水、染色这些步骤，就像把新鲜葡萄做成葡萄干，过程中生物结构很容易变形，甚至直接消失。

但这次用的高压冷冻技术不一样，能在毫秒内把样本冻成玻璃态固体，最大程度保留轴突在活体内的样子。

相当于把葡萄直接冻起来，没经过任何加工，所以才能看到这藏了百年的珍珠链。

更关键的是，这个珍珠链结构不只是样子特别，还真能影响神经信号的速度。

研究里有组数据很直观，他们把轴突膜里的胆固醇去掉后，珍珠链结构少了30%，结果神经信号的传导速度也慢了约30%。

反过来，给轴突做持续的高频电刺激，珍珠的宽度会增加17%，长度也会多8%，信号速度跟着就快了15%。

这背后其实是膜力学在起作用，珍珠和链节的尺寸变了，轴突局部的电学特性也会跟着变。

就跟高速公路上车道宽窄影响车流速度一样，这个结构相当于给神经信号装了个调速阀。

不过这事儿和经典的电缆理论比起来，确实有不一样的地方，1952年提出的Hodgkin-Huxley电缆理论认为，神经信号速度主要靠两样东西决定，轴突直径和髓鞘化程度。

比如有髓鞘的轴突，信号最快能到150米每秒，没髓鞘的大概就10米每秒。

但这次的新发现说明，没髓鞘的轴突还能靠珍珠链调整速度，这不算完全推翻老理论，更像是给老理论补了个重要的漏洞。

以前我们只知道电线粗细影响电流，现在发现电线表面的特殊结构也能调电流快慢，对神经信号传导的理解更全面了。

当然，也有科学家对这个发现有不同看法，耶鲁大学的Pietro De Camilli团队觉得。

快速冷冻的时候，膜的张力可能会变，说不定是这个变化诱导出了珠状结构，不一定是轴突本来就长这样。

圣路易斯华盛顿大学的JohnHeuser也提到，不管用啥技术处理样本，都可能有操作误差，不能完全排除干扰。

但这些疑问慢慢有了回应，挪威卑尔根大学在栉水母身上、印度拉曼研究所在线虫身上，都观察到了类似的珍珠链，说明这不是某一种生物特有的。

还有研究用活体成像技术，没对样本做任何固定处理，也看到了这个结构，这就让技术造出来的假象这个说法站不住脚了。

从实际用处来看，这个发现不只是改改教科书那么简单，还可能给神经疾病治疗指了条新路子。

比如阿尔茨海默病患者，大脑里的胆固醇调节经常出问题，而研究已经证实，胆固醇是调控珍珠链结构的关键。

现在临床上也观察到，阿尔茨海默病患者的脑组织里，轴突的珍珠结构明显少了，这可能和他们神经信号传得乱、传得慢直接相关。

要是以后能通过调节胆固醇水平，让珍珠链恢复正常形态，说不定就能给这类神经退行性疾病找个新的治疗靶点。

另外，这次研究也能看出技术对科学进步的影响有多大，高压冷冻技术加上冷冻电子断层扫描。

就像给科学家装了一副超高清显微镜，能看清以前根本碰不到的纳米级结构。

这种技术突破不只是神经科学能用，整个生物医学领域研究微观结构都能参考，当年显微镜发明后，人们才看到了微生物。

现在这套冷冻电镜技术，正在帮我们解锁细胞内部那些以前看不见的小秘密。

现在再回头看标题里说的神经信号能调速、颠覆百年理论，其实更准确的是，它补全了百年理论没覆盖到的部分。

老理论把有髓轴突的传导规律说清楚了，而这个新发现让我们知道，无髓轴突也能自己调速度，把神经信号传递的认知从静态管道升级成了动态调控单元。

科学进步本来就不是全盘否定以前的东西，而是在原有基础上，一点点把认知的框架搭得更完整。

对普通人来说，这个发现可能让大家更能感受到大脑的精密，我们平时思考、记东西、感知世界，不只是靠神经元之间的连接，还靠这些看不见的小珍珠链在背后调节信号。

而对科研人员来说，这串纳米珍珠链更像一把钥匙，打开了神经信号调控的新大门，以后还会有更多关于大脑的奥秘，等着被发现。

来源：沧海旅行家一点号