中枢神经系统实现功能的基础是神经元之间的信息传递，神经元之间信息传递是通过突触实现的，突触包括间接的化学性突触，也存在更直接电突触。这些信息交换模式都属于接触式。复杂多细胞生物也存在非接触远距离的信号交换模式。激素信号就是最经典的信号交换模式。过去人们对非神经细胞的这种跨细胞远距离信号传递有比较多了解。现在开始关注中枢神经系统内部的远距离信号交换模式，这种交换主要是通过神经肽实现。最近《自然》和《神经元》发表了两篇论文，提供了新信息，发现这种信号交换模式比预期更重要，可能会对这类研究产生推动作用。个人认为，这种远距离信号传递的重要性对于理解大脑功能可能会带来新的视角。

Wi-Fi for neurons: first map of wireless nerve signals unveiled in worms (nature.com)

神经系统通过突触将信息从一个神经细胞传递到另一个神经细胞的想法正在发生变化。两项研究表明，信息如何通过蠕虫秀丽隐杆线虫的“无线”神经网络在细胞之间长距离地传递。

研究人员没有意识到这种无线通信的程度，当一个称为神经肽的分子被一个神经元释放并被另一个神经元拦截时，就会发生这种情况。这二项新研究分别发表在《自然》和在 《神经元》，首次绘制出模式生物体中神经肽通讯的整个网络。“我们知道这些化学联系存在，但这可能是对整个神经系统最全面的研究，”德国海德堡大学的神经科学家GáspárJékely说，他没有参与这项工作。他补充说，研究表明，“这不仅仅是关于突触”。

研究人员之前已经制定了解剖学线路图（连接组），显示了果蝇（果蝇）和秀丽隐杆线虫中的所有神经元如何通过突触连接。然而，英国剑桥MRC分子生物学实验室的神经科学家威廉·谢弗（William Schafer）想知道神经肽的作用，神经肽被认为只是神经系统信息传递的助手。“当我第一次开始谈论这个时，”他说，“有些人想知道，'这一切都只是一种汤'”，神经肽随机地从一个神经元漂浮到另一个神经元，“或者你真的可以把它想象成一个网络吗？

他和他的同事们分析了秀丽隐杆线虫神经系统中的哪些神经元表达了某些神经肽的基因，哪些神经元表达了这些神经肽受体的基因。利用这些数据，研究小组预测了哪些神经细胞可能正在无线通信。基于这些结果，研究人员生成了蠕虫中无线连接的潜在图谱，发现了密集的连接，看起来与秀丽隐杆线虫的解剖接线图非常不同。上个星期他们在Neuron上发表了他们的研究结果2。

由新泽西州普林斯顿大学神经科学家安德鲁·莱弗（Andrew Leifer）领导的一个团队独立地通过测量神经元活动来研究信号如何通过秀丽隐杆线虫传播，这揭示了这种无线网络的贡献。该团队采用了光遗传学，这是一种使用光和光敏蛋白来触发神经细胞的技术，以便它们发送电“信息”。研究人员一个接一个地激活秀丽隐杆线虫的302个神经元，然后对信号如何从一个神经元传播到下一个神经元进行成像。

研究人员使用光遗传学来刺激秀丽隐杆线虫的每个神经元（如图所示），然后观察电信号如何传播到其他神经细胞（红色闪烁）。

他们创建的活性图谱并没有遵循他们对秀丽隐杆线虫仅基于其标准连接组的预测 - 他们怀疑神经肽通讯是缺失的部分。因此，他们生产了一种基因工程蠕虫，这种蠕虫缺乏一种对这种信号传导至关重要的蛋白质，并且发现当他们试图用光遗传学激活蠕虫的细胞时，许多细胞会保持沉默。这表明蠕虫中的无线通信直接激活了神经元。

当研究人员开发一个模型来描述秀丽隐杆线虫的神经元活动时，他们发现一个同时包含有线、突触连接和无线信号的模型比单独的突触连接更能预测信号在蠕虫中的传播方式。本月早些时候该团队在《自然》杂志上发表了研究结果1，并在11月14日在华盛顿特区举行的神经科学学会会议上介绍了它们。

“令人惊讶的是，有多少[神经肽]通讯实际上可以导致神经元的直接激活，”《自然》论文的第一作者Francesco Randi说，他在普林斯顿大学进行了这项工作。

“神经肽网络被认为是突触信号传导的助手，”比利时鲁汶天主教大学的神经科学家、神经元研究的作者Isabel Beets说。“但这个信号图的广泛规模确实表明，它同样重要，复杂，甚至可能比突触信号网络更加多样化”。

Schafer说，流行的减肥治疗药物司美格鲁肽（Wegovy）可以激活体内的神经肽受体，因此了解这种无线网络很重要。Schafer和他的同事们的下一步将是在其他生物体中进行类似的研究，旨在了解神经肽网络如何与“有线”突触网络相结合，促进生物体的行为。发表在《科学》杂志上的技术3上周，研究人员可以可视化神经肽与其受体结合的位置，这可能有助于完成这一任务。由于神经肽在物种之间是保守的，一些研究人员怀疑这个网络可能看起来与其他生物体（包括人类）相似。

“这两篇论文是利用一种简单、经过充分研究的生物体和大量分子和遗传工具开始学习我100%肯定将适用于所有动物的教训的美丽例子，”华盛顿州西雅图艾伦研究所的神经科学家斯蒂芬史密斯说。

研究人员希望这些发现能够激励其他人以不同的方式思考神经动力学是如何产生的。“我认为我们必须摆脱神经系统的突触观点，”Jékely说。“那行不通。”