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安德鲁·库布于 2005 年在普渡大学获得神经科学博士学位，并在达特茅斯学院、加州大学圣地亚哥分校和德国慕尼黑大学担任研究职位。他还是《思想的根源》一书的作者，该书探讨了神经胶质细胞（大脑中最丰富的细胞类型）的目的和功能。“思想问题”编辑乔纳·莱勒与库布讨论了为什么几个世纪以来神经胶质细胞一直被忽视，以及关于神经胶质细胞的新实验如何揭示心灵最神秘的方面。
莱勒：你的新书《思想的根源》完全是关于神经胶质细胞的力量，它实际上占大脑细胞的近 90%。神经胶质细胞是做什么的？为什么我们的大脑里有这么多神经胶质细胞？
库布：最初，科学家们认为它们什么都不做。直到最近 20 年，脑科学家们还认为神经元相互交流，代表我们的思想，而神经胶质细胞有点像粉刷和砂浆，把房子固定在一起。它们被认为是神经元通信的简单绝缘体。神经胶质细胞有几种类型，但最近科学家们开始关注一种叫做“星形胶质细胞”的特殊类型的神经胶质细胞，因为它们在大脑皮层中含量丰富。有趣的是，当你沿着进化阶梯向上攀登时，大脑皮层中的星形胶质细胞的大小和数量都会增加，人类拥有最多的星形胶质细胞，而且也是最大的。科学家们还发现，星形胶质细胞在大脑皮层中相互交流，也能够向神经元发送信息。最后，星形胶质细胞也是大脑中的成体干细胞，控制着流向大脑活动区域的血液。由于所有这些重要的特性，并且由于大脑皮层被认为是高级思维的负责人，科学家们已经开始意识到星形胶质细胞必然对思维做出贡献。
莱勒：为什么神经胶质细胞被忽视了这么久？
库布：要理解这一点，你必须回顾一下脑科学的历史。在关于神经元概念的斗争中，神经胶质细胞在 200 年里主要是作为配角出现的。其中一些亮点是：在 18 世纪后期，科学家们在青蛙的脊髓中发现了神经元的电特性。神经元有很长的、易于研究的束状结构，称为“轴突”，它从脑细胞体延伸到脊髓，再从脊髓延伸到四肢和身体。同样，感觉神经元也与大脑中的神经元相连。这就是神经元是我们思想基础的概念扎根的地方。在 19 世纪中期，神经胶质细胞才刚刚被发现，研究人员认为神经胶质细胞只是将神经元连接在一起（神经胶质细胞在希腊语中是“胶水”的意思）。我觉得有点可笑的是，科学家们偶然发现了一种非常多的细胞，它存在于大脑中，而大脑是负责我们的思想和个性的器官，但他们太专注于神经元，以至于他们得出结论，这种新细胞毫无价值。19 世纪后期，人们开发出一种染色方法，可以更有效地观察大脑中的细胞。来自西班牙的杰出研究员圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔亲自从神经元的角度研究大脑。他细致地绘制了神经元如何处理信息和相互连接的方案，从而提出了“神经元学说”。（“神经元学说”是一种认为神经元是负责我们思想的信念。）然而，卡哈尔似乎对神经胶质细胞感到不便。它们数量众多，而且显然遍布大脑皮层。与此同时，他的兄弟佩德罗也是一位科学家，他提出了神经胶质细胞是“支持细胞”的理论，可以隔离神经元的电特性。卡哈尔决定支持他兄弟的理论。自 1906 年他获得诺贝尔奖以来，这已成为教条。
莱勒：您能否描述一下最早促使科学家重新考虑神经胶质细胞作用的一些早期实验？
库布：神经胶质细胞实验直到 20 世纪 60 年代才开始进行。科学家们对神经胶质细胞的全部了解是，如果你把神经元放在培养皿中，你必须有神经胶质细胞，否则神经元就会死亡。然后，哈佛大学的斯蒂芬·W·库弗勒出于不明原因，决定检验佩德罗被接受的绝缘理论。大约在同一时间，大脑中的细胞计数显示神经胶质细胞占大脑的近 90%（这就是我们只使用 10% 的大脑的基于神经元的想法的来源）。库弗勒之所以出名，是因为具有讽刺意味的是，他在进行这些开创性的神经胶质细胞实验的同时，还建立了哈佛“神经”生物学系。无论如何，库弗勒从水蛭和泥螈身上提取了星形胶质细胞，并添加了钾，钾是一种已知会在神经元受到刺激后流出的物质。他认为这将证实佩德罗的神经胶质细胞是绝缘体的理论。但他发现的是，神经胶质细胞的电位对钾有反应。库弗勒和他的同事发现，星形胶质细胞表现出电位，很像神经元。他们还在青蛙和水蛭身上发现，星形胶质细胞受到神经元离子交换的影响，这一过程长期以来被认为是思想的化学对应物。从那时起，许多研究人员完成了关于神经胶质细胞与神经元交流能力的实验，包括在 80 年代末和 90 年代初，当时发现神经胶质细胞对“神经”递质做出反应并释放“神经”递质。
莱勒：为什么钙波很重要？
库布：简而言之，钙波是星形胶质细胞相互交流的方式。星形胶质细胞有数百个从其身体向外延伸的“终足”。它们看起来像迷你章鱼，并将这些终足与血管、其他星形胶质细胞和神经元突触连接起来。钙在星形胶质细胞受到刺激时从内部储存中释放出来，然后钙通过它们的终足传播到其他星形胶质细胞。术语“钙波”描述了星形胶质细胞之间以及星形胶质细胞和神经元之间的钙释放和交换。耶鲁大学的科学家，尤其是安·H·康奈尔-贝尔和史蒂文·芬克拜纳，已经证明钙波可以从一个星形胶质细胞的刺激点传播到数百倍于原始星形胶质细胞大小的区域中的所有其他星形胶质细胞。此外，钙波还可以引起神经元放电。大脑皮层中的钙波正在引导科学家推断，这种交流方式可能有助于处理某些想法。如果这还不够令人信服，最近的研究表明，一种刺激与 THC 相同受体的分子可以点燃星形胶质细胞钙释放。
莱勒：您认为神经胶质细胞及其钙波可能在创造力中发挥作用。您能解释一下吗？
库布：这个想法源于梦境、感觉剥夺和白日梦。如果没有神经元从我们的感官输入，我们怎么会有如此生动的想法？当我们深入思考时，我们似乎是如何关闭周围环境中的一切的？在这个理论中，神经元与我们的肌肉活动和外部感觉有关。我们知道星形胶质细胞监测神经元以获取这些信息。同样，它们可以诱导神经元放电。因此，星形胶质细胞调节神经元行为。这可能意味着星形胶质细胞中的钙波就是我们的思维。没有星形胶质细胞处理的神经元活动是一种简单的反射；任何更复杂的事情都可能需要星形胶质细胞处理。人类拥有所有动物中最丰富和最大的星形胶质细胞，并且我们有创造力和想象力这一事实也为这种推测提供了可信度。
钙也会在没有刺激的情况下从星形胶质细胞的内部存储中随机释放出来，以小爆发的形式，称为“泡芙”。这些随机的泡芙可能会导致波浪。在梦境和感觉剥夺体验期间看似随机的想法可能是星形胶质细胞中钙泡芙变成波浪。基本上，很明显星形胶质细胞参与了大脑皮层中的大脑处理，但主要问题是，我们的思想和想象力是源于星形胶质细胞与神经元协同工作，还是我们的思想和想象力仅仅是星形胶质细胞的领域？也许神经元的作用是支持星形胶质细胞。