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Weill Cornell医学院的研究人员揭示了，在大脑发育中引导精密神经回路形成的关键机制，文章发表在本期的Cell杂志上。神经回路的故障会引发多种脑部疾病，从孤独症到智力障碍，而这项研究为治疗这些疾病带来了新的启示。
研究人员首次向人们展示，生长中的轴突由神经细胞里的RNA分子引导，如果这些分子在给出指令后没有及时被降解，就会导致神经连接故障。举例来说，告知轴突转向的信号本应随后消失，如果这一信号依然活跃，就会干扰到其它新的指令。
科学家们认为，这一发现可以帮助人们尝试修复出现故障的回路。与神经回路故障有关的疾病包括：癫痫、孤独症、精神分裂症、智力障碍和运动障碍等等。
“理解神经连接发生故障的分子基础，能够帮助人们开发新的治疗方案，纠正这一问题，”文章的资深作者Samie Jaffrey教授说。“幼年时期的大脑非常具有可塑性，可以通过干预让大脑建立功能性的新神经连接。”
在大脑发育过程中，神经元之间需要建立连接，它们延伸轴突以相互接触。最终，这些神经元在大脑和目标组织之间形成回路，化学和电信号就通过这样的回路传递。与人们之前的认识相比，这项研究所揭示的神经连接机制，充斥着更多的动态过程，也更容易出现错误。
研究人员对脊髓和大脑之间的神经元进行了研究。“神经元轴突的定位非常重要，”Dr. Jaffrey说。“如果没有正确定位，就会形成错误的连接，导致信号传送到错误的细胞。”
神经元的轴突通过其顶端的生长锥来进行定位，由此找到正确的目标。“这些生长锥能够感知环境，确定目标的位置并向其生长。”Dr. Jaffrey说。研究团队发现，生长锥中的RNA分子负责将方向信息告知轴突，这些RNA在生长锥处翻译成为蛋白，从而引导轴突生长。
“在神经回路建立之后，神经元生长锥的绝大多数RNA会被沉默。我们发现，细胞只在精确的时间段读取特定RNA，以便在适当时机合成正确的蛋白，引导轴突生长。蛋白合成之后，相应的RNA指令就会被降解并消失，”他说。
“如果这些RNA不在应该消失的时候消失，轴突就不能正确定位，结果是神经连接出错，导致回路发生故障，”Dr. Jaffrey说。
这项研究指出，大脑神经连接的控制机制，依赖于处于动态中的RNA分子。调节这些RNA的降解通路，能够对大脑发育产生巨大影响。在此基础上，人们可以尝试修复出现问题的神经连接。