科技日报记者 张梦然
一项发表于最新一期《自然·通讯》的研究介绍了一种名为SynTrogo的新型分子工具。该工具能通过“操控”大脑中的星形胶质细胞，对特定神经回路中的突触连接进行选择性修剪，从而直接编辑大脑的物理连接结构。这一突破不仅为研究大脑提供了全新平台，也为理解和治疗多种神经系统疾病带来了新希望。
人们所有的思想、记忆和情感，都依赖于大脑中数以万亿计的突触连接。这些神经元之间的连接点构成了复杂的神经回路网络。以往的技术，如光遗传学，主要通过调控神经元的电活动来影响大脑功能，但难以直接操控其物理连接结构。由韩国基础科学研究所与韩国脑研究所的研究团队合作研发的平台，首次实现了对特定大脑回路进行结构编辑的能力。
大脑本身具备“突触修剪”的自然机制，即在发育或学习过程中，移除不必要或薄弱的神经连接，这与修剪树木枝条类似。星形胶质细胞在这一过程中扮演关键角色。SynTrogo系统的设计灵感正来源于此，它通过合成生物学方法，在目标神经元表面设置特殊的分子“标签”（锁），并在附近的星形胶质细胞上表达对应的“钥匙”分子。当两者结合时，会触发星形胶质细胞通过类似“啃食”的过程，移除部分神经连接，从而实现对神经回路的结构重塑。
为验证其效果，团队将这一系统应用于海马体。三周后，目标区域的兴奋性突触数量减少了约27%。令人意外的是，这种有选择地减少并未削弱回路功能，反而增强了其效能。留存下来的突触在结构和功能上都变得更强。高分辨率成像技术进一步证实，星形胶质细胞与目标神经元轴突之间形成了异常紧密的界面，并引发了局部的超微结构重塑。
该研究最根本的启示在于，大脑的最优状态并非单纯拥有最多的突触连接，而在于其能够连接进行高效且具有适应性的组织。SynTrogo为科学家提供了一种前所未有的工具，使其能够直接研究并操纵这一精细过程。
SynTrogo也具有深远的生物医学应用潜力。许多神经精神疾病都与突触数量的异常或神经回路组织紊乱有关，但此前一直缺乏能够精准、特异性地在活体大脑中操控突触连接的方法。这项技术未来或为恢复健康的脑功能开辟新途径。
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