根據The Journal of Neuroscience（《神經科學雜誌》）上的一項新研究，對於正確的大腦佈線至關重要的一群神經細胞可能在成人和胎兒大腦中發揮完全不同的功能。
此前，大多數被稱為皮層下神經元的這些細胞被認為在發育後不久就會死亡，只留下最初數量的10%到20%作為無功能殘餘。然而，貝勒醫學院休斯頓分校的一對研究人員進行的幾項測試表明，剩餘的神經元不僅僅是痕跡，而是電活性信使，可以向大腦皮層的六層中的任何一層（大腦的最外層，本質上是大腦的中央處理單元）傳送和接收訊號。
皮層下神經元的功能尚未確定，但該研究的資深作者、貝勒大學神經科學系主任邁克爾·弗裡德蘭德推測，它們有可能被誘導重新扮演其胎兒時期的角色，即在神經元之間建立正確的迴路，從而可能在大腦損傷後重新佈線和修復皮層。
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在發育過程中，當皮層中的神經元與丘腦（一個負責感覺處理、運動控制和意識的中腦結構）中的其他細胞群之間建立連線時，皮層下神經元充當橋樑和支架。當皮層下細胞受損時，皮層中正常的發育活動模式會被破壞，並出現多種視覺處理缺陷。弗裡德蘭德表示，雙眼視覺（用兩隻眼睛看單個影像的能力）以及辨別視覺刺激方向的能力都會受到阻礙。
在大鼠大腦中，在正常發育過程中，這些細胞在出生後不久開始消失，這種趨勢持續約三週，之後它們的水平趨於穩定。剩餘的皮層下神經元生活在皮層中狹窄的空間帶中，位於灰質（主要由細胞體組成）的六個亞層和白質（神經元投射和支援細胞，連線到大腦深層結構中的其他細胞）之間。“你必須去找到它們，”弗裡德蘭德在談到它們難以接近的住所時說。
在弗裡德蘭德的前學生胡安·託雷斯-雷韋隆（現為耶魯大學的神經外科住院醫師）在大鼠大腦切片中追蹤到一些神經元后，該團隊開始確定它們是否仍然具有功能。“是的，”弗裡德蘭德說，並補充說這些細胞仍然顯示出電活動。“它們是非常健康、名副其實的神經元。”
更多的幾項測試證明，這些細胞保持了正常神經元的結構，其內部過程完好無損。透過追蹤它們的軸突（從細胞體發出訊號的指狀突起），研究人員可以看到這些神經元與整個皮層的細胞進行通訊。“它們在皮層中處於迴路中；它們不僅僅是獨自坐在那裡，”弗裡德蘭德說。“至少從理論上講，它們戰略性地定位於與皮層的所有層對話。”此外，細胞顯示它們可以在每個軸突和皮質細胞之間的突觸中進行突觸可塑性。（突觸是神經元之間交換資訊的空間。突觸可塑性是兩個神經元之間通訊的加強或減弱，被認為是大腦學習和記憶的基礎。）
“在我看來，最有趣的可能是它們繼續在調節成人皮層的可塑性中發揮作用，”加州大學聖地亞哥分校的生物學教授阿尼爾萬·戈什說。他指出，這些神經元可能促進海馬體（短期記憶形成的位置）和皮層（長期記憶被認為儲存的位置）之間資訊的交換。
研究人員推測，海馬體是人類大腦中皮層下細胞的輸入來源，但尚不確定，因為他們只檢查了大鼠大腦的皮質切片。
但是，鑑於它們與皮質細胞的緊密聯絡，弗裡德蘭德樂觀地認為，有一天有可能操縱它們來逆轉皮質損傷。“也許我們可以讓這些細胞重演它們在建立大腦連線中的作用，這可能會有用，”他說。“然而，即使我們可以重新程式設計這些細胞……，數量也可能不足以修復任何持續的損傷。”