根据The Journal of Neuroscience（《神经科学杂志》）上的一项新研究，对于正确的大脑布线至关重要的一群神经细胞可能在成人和胎儿大脑中发挥完全不同的功能。
此前，大多数被称为皮层下神经元的这些细胞被认为在发育后不久就会死亡，只留下最初数量的10%到20%作为无功能残余。然而，贝勒医学院休斯顿分校的一对研究人员进行的几项测试表明，剩余的神经元不仅仅是痕迹，而是电活性信使，可以向大脑皮层的六层中的任何一层（大脑的最外层，本质上是大脑的中央处理单元）发送和接收信号。
皮层下神经元的功能尚未确定，但该研究的资深作者、贝勒大学神经科学系主任迈克尔·弗里德兰德推测，它们有可能被诱导重新扮演其胎儿时期的角色，即在神经元之间建立正确的回路，从而可能在大脑损伤后重新布线和修复皮层。
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在发育过程中，当皮层中的神经元与丘脑（一个负责感觉处理、运动控制和意识的中脑结构）中的其他细胞群之间建立连接时，皮层下神经元充当桥梁和支架。当皮层下细胞受损时，皮层中正常的发育活动模式会被破坏，并出现多种视觉处理缺陷。弗里德兰德表示，双眼视觉（用两只眼睛看单个图像的能力）以及辨别视觉刺激方向的能力都会受到阻碍。
在大鼠大脑中，在正常发育过程中，这些细胞在出生后不久开始消失，这种趋势持续约三周，之后它们的水平趋于稳定。剩余的皮层下神经元生活在皮层中狭窄的空间带中，位于灰质（主要由细胞体组成）的六个亚层和白质（神经元投射和支持细胞，连接到大脑深层结构中的其他细胞）之间。“你必须去找到它们，”弗里德兰德在谈到它们难以接近的住所时说。
在弗里德兰德的前学生胡安·托雷斯-雷韦隆（现为耶鲁大学的神经外科住院医师）在大鼠大脑切片中追踪到一些神经元后，该团队开始确定它们是否仍然具有功能。“是的，”弗里德兰德说，并补充说这些细胞仍然显示出电活动。“它们是非常健康、名副其实的神经元。”
更多的几项测试证明，这些细胞保持了正常神经元的结构，其内部过程完好无损。通过追踪它们的轴突（从细胞体发出信号的指状突起），研究人员可以看到这些神经元与整个皮层的细胞进行通信。“它们在皮层中处于回路中；它们不仅仅是独自坐在那里，”弗里德兰德说。“至少从理论上讲，它们战略性地定位于与皮层的所有层对话。”此外，细胞显示它们可以在每个轴突和皮质细胞之间的突触中进行突触可塑性。（突触是神经元之间交换信息的空间。突触可塑性是两个神经元之间通信的加强或减弱，被认为是大脑学习和记忆的基础。）
“在我看来，最有趣的可能是它们继续在调节成人皮层的可塑性中发挥作用，”加州大学圣地亚哥分校的生物学教授阿尼尔万·戈什说。他指出，这些神经元可能促进海马体（短期记忆形成的位置）和皮层（长期记忆被认为存储的位置）之间信息的交换。
研究人员推测，海马体是人类大脑中皮层下细胞的输入来源，但尚不确定，因为他们只检查了大鼠大脑的皮质切片。
但是，鉴于它们与皮质细胞的紧密联系，弗里德兰德乐观地认为，有一天有可能操纵它们来逆转皮质损伤。“也许我们可以让这些细胞重演它们在建立大脑连接中的作用，这可能会有用，”他说。“然而，即使我们可以重新编程这些细胞……，数量也可能不足以修复任何持续的损伤。”