加利福尼亚大学旧金山分校的研究人员研究了神经胶质瘤引起的神经元变化如何影响认知基础的大脑回路，以及这些相互作用是否会影响患者的生存。

这篇发表在《自然》杂志上的论文“人类神经回路的胶质母细胞瘤重塑降低了存活率”发现，神经胶质瘤是一种肿瘤形成细胞，可以改变大脑中的功能性神经回路。这导致在涉及词汇检索的语言任务期间，激活肿瘤浸润的白质超出健康大脑中招募的通常皮层区域。

词汇检索是说话时大脑中发生的从概念到话语的过程。在看到牛的图片并说出牛这个词的简单任务中，大脑处理概念(牛)，访问与图像(牛)相关的适当词，然后身体说出“牛”这个词。当词汇检索过程中出现干扰时，就会发生单词丢失或替换。

有几件事会影响词汇检索过程。例如，不常用的词的神经强化作用较弱，这使得记住该词比常用的和突触强化的词更复杂。干扰可以通过导致炎症或神经变性的头部外伤产生，其中沿着检索路径的突触连接被破坏或重塑，使得连接无法操作。

当检索过程被打乱时，患者可能会有一系列反应，即使图像很熟悉也无法检索单词——那种“舌尖”的感觉——或者受试者可能会在不知不觉中交换单词对于其他事情，比如看到牛的照片并说“关键”，尽管对牛的概念没有混淆。

语音的神经处理可能因单词的复杂性和使用频率而异。发声不太常用的词需要比常用(高频)词更复杂的协调。研究人员使用逻辑回归分类器确定了来自正常外观和胶质母细胞瘤浸润皮层的神经元信号的可解码性，以区分低频和高频词试验条件。

神经胶质瘤患者经常遇到词汇检索问题，但肿瘤是重塑还是破坏过程通路中的神经元回路尚不清楚。

在实验条件下，正常脑组织在低频和高频词试验之间产生了高于机会的解码。相比之下，胶质母细胞瘤浸润的脑组织并没有解码偶然的单词试验。这向研究人员表明，胶质母细胞瘤浸润维持特定任务的神经元反应，即访问单词的任务，但受肿瘤影响的大脑区域失去了解码复杂或低频单词的能力。

在词汇检索语言任务、肿瘤组织活检和细胞生物学实验中使用颅内脑记录，该团队发现神经胶质瘤在物理上重塑了功能性神经回路。与任务相关的神经反应激活了肿瘤膨胀的皮质区域，远远超出了通常在健康大脑中招募的皮质区域。来自这些与大脑其余部分表现出高度功能连接的肿瘤区域的活组织检查富含特定的胶质母细胞瘤亚群，该亚群显示出独特的突触发生和神经营养表型——突触发生因子血小板反应蛋白-1(TSP-1)。

TSP-1是星形胶质细胞在健康大脑中分泌的一种突触因子，与神经回路的组装有关，包括突触相关基因和轴突寻路基因。TSP-1长期以来一直与胶质瘤有关，并且已知在控制神经元形态和大脑可塑性变化的机制中发挥作用。当前的研究发现了TSP-1和神经网络之间更为邪恶的关系。

该研究发现，高级神经胶质瘤和神经网络之间的反馈是双向的，神经元活动促进神经胶质瘤生长，神经胶质瘤增加神经元兴奋性。表达TSP-1的恶性细胞与神经元信号相互作用，表现出突触发生、增殖、侵入性和整合性特征。TSP-1肿瘤有效地劫持了认知功能，即词典检索行为，以促进它们的生长，并在通常的检索过程之外建立更多联系，从而进一步传播。

在另一项研究中，肿瘤和大脑其余部分之间具有功能连接的小鼠比没有表达TSP-1的恶性细胞的小鼠的总生存期更短。胶质母细胞瘤和正常大脑之间的功能连接程度与小鼠的存活率和人类在语言任务中的表现呈负相关。

使用FDA批准的药物加巴喷丁抑制TSP-1可降低胶质母细胞瘤细胞增殖和网络同步性，这表明未来可能存在治疗干预策略。

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