新發現：大腦白質很重要，出現問題將影響大腦功能！

　　今日，《科學》雜志報道了一篇來自北卡羅來納大學教堂山分校朱宏圖教授團隊的重要論文，并做專文評述介紹其意義。文章指出，這項研究“提供令人信服的證據”，證明了大腦白質的重要性。

　　我們的大腦根據顏色不同可以大致分為“灰質”和“白質”兩部分。其中灰質是神經元和突觸大量聚集的部位，神經生物學家們也因此將它作為過去幾十年的研究重心，認為灰質對于大腦的高級功能至關重要。相比之下，大腦白質得到的關注則沒有那么多。神經生物學家們甚至生造了一個詞組“corticocentric myopia”，形容整個領域對這塊的相對忽視。

　　但很多證據表明大腦白質其實也具有重要性。如果說灰質占據了大腦表面幾毫米的厚度，那白質則占領了大腦的剩下部分。事實上，白質約占大腦體積的一半，里頭遍布由髓鞘保護的軸突。這些軸突就像海底光纜一樣，將不同的灰質部分連接在了一起，使得灰質能夠行使認知和情感功能。

　　▲大腦灰質與人類的行為有關，而白質則將這些灰質部分連接了起來

　　如果海底光纜不慎被挖斷，我們使用互聯網就會受到影響，大腦也是一樣。正是因為大腦的各個部分都由白質連接，倘若白質的結構出現問題，就會影響到大腦功能，甚至引發疾病。過去的一些研究發現，大腦白質“微結構”的區別，可能與多動癥、抑郁癥、精神分裂癥、以及阿爾茨海默病有關。

　　之前就有一些論文發現大腦白質的微結構可能與遺傳有關。為了更好地理解遺傳變異會如何影響白質的微結構，研究人員們使用全基因組關聯分析（GWAS）的方法，對將近4.4萬人的大腦擴散磁共振成像（dMRI）數據進行了探索。

　　▲本研究負責人朱宏圖教授（圖片來源：朱宏圖教授學校官網頁面截圖）

　　在其中3.4萬名英國后裔里，研究人員們重復發現了42個先前曾被報道，與白質微結構有關的遺傳區域。此外，他們還找到了109個額外的全新遺傳區域。總體來看，這151個遺傳區域能夠解釋大腦白質微結構遺傳性的32.3%。

　　后續對GWAS結果的生物功能性驗證表明，這些遺傳區域里含有影響“少突膠質細胞”基因調控的調控元件。而少突膠質細胞正是形成髓鞘的關鍵。這一發現也表明遺傳變異可能是通過影響這些膠質細胞，來影響到大腦白質的微結構。

　　值得一提的是，這些找到的遺傳變異也和許多疾病有關。比如先前人們分析膠質瘤的遺傳風險時，找到了25個相關的遺傳區域，其中11個也與大腦白質的微結構相關，表明膠質瘤和大腦白質完整性之間有著遺傳關聯。

　　▲本研究找到了一些與白質微結構有關的遺傳變異，其中一些還與疾病有關

　　另一個相關的疾病是阿爾茨海默病。近年來，一些證據表明白質的功能失調可能是阿爾茨海默病的病理關鍵——即便是早發的阿爾茨海默病，人們也能在癥狀出現前觀察到白質的結構變化。本研究的結果則進一步表明了兩者之間的相關性。

　　還有一些證據表明白質與人類的種種疾病有關。論文中，研究人員們指出其中14個和白質微結構相關的基因，正是79種常用中樞神經系統藥物所作用的對象。這些藥物用于治療精神病、抑郁癥、驚厥、帕金森病、以及癡呆癥，再次表明白質微結構與這些疾病之間的關聯。

　　▲《科學》雜志也對本文做了專文評述

　　《科學》雜志的專文評述指出，對大腦白質認知的不斷加深，有助于理解它能如何影響人類行為，也能推進藥物的開發和神經科學的進展。想要完全了解認知和情感的結構基礎，就不能忽視占大腦一半的白質部分。這項研究無疑開了一個好頭。