由伦敦大学学院（UCL）科学家进行的一项研究揭示了一种关键机制，该机制能够识别大脑何时需要额外的能量支持以维持其功能。
这项发表在《自然》杂志（Nature）上的研究揭示了可能指导新治疗方法的发现，这些方法旨在支持大脑健康和长寿。之前的研究表明，晚年大脑能量代谢受损可能导致认知下降和神经退行性疾病。
首席研究员亚历山大·古里宁教授（Professor Alexander Gourine）来自UCL神经科学、 физиология与药理学系，他解释说，大脑由数十亿个神经细胞组成，由于其对能量的需求，尤其是在运动控制、学习和记忆形成等困难任务中，依赖于持续的营养和氧气供应。
已经确定一种叫做星形胶质细胞（astrocytes）的胶质细胞帮助神经元获取所需的能量。当附近的神经元需要增加能量时，星形胶质细胞迅速通过激活其葡萄糖储存和代谢，导致乳酸的产生和释放，乳酸为神经元提供额外的能量来源。
通过研究，团队发现星形胶质细胞如何监测邻近神经细胞的能量消耗，并启动向活跃大脑区域输送额外能量。
对小鼠模型和细胞样本的实验识别出星形胶质细胞中特定的受体，这些受体能够检测神经元的活动并激活一个信号通路，该通路涉及腺苷（adenosine）这一关键分子。在运动过程中，星形胶质细胞中腺苷激活的通路类似于肌肉和肝脏中的能量供应通路，促进神经元的能量供应，以支持突触功能的连续性。
通过腺苷激活星形胶质细胞的葡萄糖代谢可以确保在高能量需求或能量供应减少的情况下，突触功能的顺利进行。
在小鼠中去激活关键的星形胶质细胞受体导致大脑活动受损，影响大脑代谢、记忆和睡眠。这突显了所识别信号通路在学习和记忆等过程中的重要性。
这项研究的第一作者舍菲克·泰帕尔比尔博士（Dr. Shefeeq Theparambil）强调识别该机制的更广泛意义，建议这可能是治疗与大脑能量受损相关的脑部疾病（如神经退行性病和痴呆症）的潜在方法。
古里宁教授强调，随着年龄的增长，尤其在阿尔茨海默病等神经退行性疾病中，脑能量调节的恶化使他们的研究呈现出一个有希望的干预目标，以保护大脑功能、认知健康和长寿。
该研究得到了威康基金会的支持，涉及多个机构的科学家的合作，包括伦敦大学学院（UCL）、兰卡斯特大学、帝国学院伦敦、伦敦国王学院、伦敦女王玛丽大学、布里斯托大学、华威大学以及科罗拉多大学。
