分离还是连续?
19世纪末,卡米洛·高尔基认为神经系统是一张连续的网;但大约从1888年起,圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔用高尔基发明的银染法观察鸟脑,提出“神经元学说”:每个神经元都是独立的细胞,彼此只是相互接触。两人1906年共获诺贝尔奖,却在获奖演讲中互相反驳。1897年,英国生理学家查尔斯·谢灵顿把这个接触点命名为“突触”(synapse,希腊语意为“紧握在一起”),并在1906年的《神经系统的整合作用》中说明反射受突触兴奋与抑制的调节。20世纪50年代,电子显微镜拍到约20纳米宽的突触间隙,证实了卡哈尔的观点。
电传递还是化学传递?
1921年,奥托·勒维根据据说是梦中想到的实验证明:把刺激过迷走神经的蛙心中的液体转移到另一颗蛙心,后者的心跳也会变慢。这种“迷走神经物质”就是乙酰胆碱,是信号经化学物质跨越突触的首个证据。约翰·埃克尔斯起初支持电传递说,后来通过自己的实验接受了化学传递。1952年,伯纳德·卡茨和保罗·法特发现神经递质以固定的“包”(量子)为单位释放,后来用突触小泡来解释。电信号到达轴突末梢时钙离子内流,小泡与细胞膜融合,递质释放到间隙中并与下一个细胞的受体结合。托马斯·聚德霍夫因揭示在千分之一秒内完成这一过程的分子机器获2013年诺贝尔奖。多巴胺、血清素、谷氨酸和GABA是代表性的递质;心肌等处也有离子直接通过的电突触。
学习、记忆与修剪
1949年,唐纳德·赫布提出学习就是突触强度的变化,常被概括为“一起放电的神经元会连在一起”。1973年,蒂姆·布利斯和泰耶·勒莫发现,对兔子海马施加短暂高频刺激后,突触传递会增强数小时以上,即“长时程增强”,支持了这一观点。突触随使用而增强或减弱,正是神经可塑性的核心。婴儿大脑会先过量生成突触,到青春期再修剪掉较少使用的连接。2016年的研究提示,免疫蛋白C4基因的变异可能与过度修剪和精神分裂症风险有关,但尚不能断定因果关系。许多抗抑郁药和麻醉药,以及尼古丁、咖啡因等物质也作用于突触。
常见问题
- 突触会随年龄增长只减不增吗?
- 突触一生都在新生和消失。衰老可能使部分突触减少,但学习、运动和社交活动被认为有助于建立新的连接。
- 激素和突触传递有什么不同?
- 突触传递是“近距离通信”,在毫秒内跨越几十纳米;激素则随血液流遍全身,是较慢而广泛的信号。
来源核查日期:2026-10-26
参考文献
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