心脏可能有自己的“微型大脑”:一个控制心跳的神经系统

在心脏的某个地方,可能有一个“小脑”。

来源:ZME科学

人类心脏每分钟跳动 60-100 次,而你无需留意。心脏功能由大脑的自主神经系统(副交感神经和交感神经分支)控制,响应来自这些分支的信号来加速或减慢。或者我们是这么认为的。

在心脏的某个地方,可能有一个“微型大脑”——一个专门的、小型的神经系统,专门关注心脏。

绘制斑马鱼心脏的解剖结构和神经元。 图片来源:Nature Communications (2024)。DOI:10.1038/s41467-024-54830-w
绘制斑马鱼心脏的解剖结构和神经元。 图片来源:Nature Communications (2024)。 DOI:10.1038/s41467-024-54830-w

几十年来,人们一直知道心内神经系统 (IcNS)。传统上,人们认为这个网络是一个简单的中继,传递来自大脑的信号。然而,卡罗琳斯卡医学院和哥伦比亚大学的一个团队发表的研究表明,IcNS 远非简单。利用心脏研究的模型物种斑马鱼,科学家破译了 IcNS 的分子、细胞和功能多样性。

斑马鱼

“这个‘小脑’在维持和控制心跳方面发挥着关键作用,类似于大脑调节运动和呼吸等节律功能的方式,”领导这项研究的瑞典卡罗琳斯卡医学院神经科学系首席研究员兼讲师 Konstantinos Ampatzis 解释说。

他们的研究采用了单细胞 RNA 测序、神经解剖图谱和电生理学等先进技术,全面描绘了心脏的“小脑”。研究小组发现心脏中有几种具有不同功能的神经元。具体来说,一些神经元具有起搏器特性,基本上控制着心脏的节律。

单细胞 RNA 测序 电生理学

这一发现与目前的观点相悖,即只有副交感神经和交感神经分支控制心跳。