这项工作是使用果蝇果蝇(Drosophila)进行的，果蝇果蝇是神经科学中的重要有机体，因为它使研究人员能够研究整个神经系统。这意味着可以识别基因，并将其一直链接到特定的神经元，神经回路，大脑结构和行为。

这项基础研究可以为深入了解人脑如何随时间适应以及可塑性和神经退行性变之间的联系铺平道路。

一段时间以来，科学家们已经知道人类的大脑具有适应能力和可塑性。例如，当我们学习新事物时，大脑会发生变化，或者在截肢后或者大脑的一部分受损后，我们可以进行适应和补偿。然而，这种可塑性背后的机制尚未得到很好的理解。

在一项于2020年2月18日发表在eLife期刊上的新研究中，伯明翰大学生物科学学院的研究人员确定了一组调节大脑可塑性的特定基因。

这些基因编码称为Toll受体的蛋白质-负责在细胞内接收和传递信号。已知通行费在人体免疫系统中起着核心作用，但是由艾丽西亚·希达戈(Alicia Hidalgo)教授领导的伯明翰研究小组表明，通行费也会影响神经系统的形成。现在，将Tolls与大脑可塑性联系起来是一个进一步的重大且令人惊讶的发展。

Hidalgo教授解释说：“我们鉴定出的特定分子以其在调节人体免疫系统中的作用而闻名。也许在进化过程中，神经系统和免疫系统具有共同的起源，因为它们具有相似的功能-例如，免疫系统有助于保护我们免受微生物的侵害，而我们的神经系统则通过行为来保护我们免受更大的危险，例如对威胁做出反应，而且似乎大脑的可塑性重新激活了大脑形成过程中的机制。发展。”

研究人员发现，Toll受体存在于大脑的不同区域，具有不同的功能，其中的果蝇脑中有9种，人脑中有11种。他们从这里调节神经元数量和大脑大小。

Hidalgo教授说：“通行费的这种安排表明它们可以彼此独立地工作，也许可以控制对不同的感觉刺激(如气味或视觉)的反应。”“然后可以对这些进行调制，以响应经验来影响特定类型的神经元的形成和维持。”

目前尚不清楚在果蝇中发现的这些机制与人脑中的机制有多接近，但是这项工作为我们提供了重要线索，帮助我们了解在人脑中寻找什么来理解脑可塑性。

“果蝇是一种强大的模型生物，因为我们可以证明大脑可塑性具有遗传基础并确定基因如何控制这一过程，”伊达尔戈教授说。“这为我们提供了关于人类大脑可塑性分子机制的一系列非常有用的线索和见解。”