我们使用的一些常用词语是过去的错误遗留。术语流感（influenza）来自意大利语，意为“影响”——暗指过去人们认为星星对我们健康的影响。欧洲探险家在寻找通往印度的替代路线时，误打误撞进入了新大陆，并困惑地将那里的居民称为indios，即印第安人。神经科学家也有他们自己的错误遗留，而且这是一个壮观的失误。在 19 世纪中叶，研究人员在大脑中发现了与神经元（被认为是大脑的活跃参与者）不同的细胞，并称它们为胶质细胞（glia），在希腊语中意为“胶水”。尽管大脑包含约一万亿个胶质细胞——数量是神经元的 10 倍——但人们的假设是，这些细胞不过是被动的支持系统。如今，我们知道这个名字再错误不过了。
事实上，胶质细胞是忙碌的多面手，它们指导着大脑的发育，并在我们的一生中维持大脑的运转。胶质细胞还会仔细倾听它们的邻居，并用它们自己的化学语言进行交流。科学家们还未理解这种语言，但实验表明，它是我们学习和形成新记忆时发生的神经交流的一部分。
如果一定要为对胶质细胞的错误印象负责，那也只能怪电力。18 世纪生理学家路易吉·加尔瓦尼（Luigi Galvani）发现，如果他用一块带电的金属触碰青蛙腿上暴露的神经，青蛙腿就会抽搐。他和他人进一步证明，通过金属流向神经的微弱电流脉冲是负责任的。两千年来，医生和哲学家一直在寻找能驱动身体的“动物精神”，而加尔瓦尼发现了这种冲动：那就是闪电的力量。
在接下来的两个世纪里，科学家们对这些信号的工作原理有了更清晰的了解。当神经细胞（神经元）一端的某个分支受到刺激时，电流脉冲会冲向细胞的主体。其他分支可能同时发送独立的脉冲。神经元的主体将这些脉冲传递到一根输出臂，或称轴突，它会分裂成许多分支，每个分支几乎都接触到其他神经元。两个神经细胞之间的微小间隙被称为突触间隙。信号发送神经元将化学物质泵入这个空间，信号接收神经元吸收其中一些，从而触发新的电流脉冲。
所有神经元都有某些特征：轴突、突触以及产生电信号的能力。然而，当科学家们在显微镜下观察大脑的碎片时，他们遇到了其他不符合这些特征的细胞。当用电极刺入这些细胞时，它们没有产生噼啪作响的电脉冲。如果说电力是思想的语言，那么这些细胞就是沉默的。1856 年，德国病理学家鲁道夫·菲尔绍（Rudolf Virchow）创造了“胶质细胞”（glia）这个名字，并且在一百多年的时间里，这些细胞一直被视为大脑的被动居民。
至少有一些科学家意识到，这可能是一个仓促的假设。开创性的神经科学家圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔（Santiago Ramón y Cajal）因其后来被称为神经元学说（即神经元是大脑基本单位的理论）获得了 1906 年诺贝尔奖。然而，拉蒙-卡哈尔并不认为胶质细胞仅仅是胶水。相反，他认为它们是一个谜——一个他写道“可能在未来很多年都无法解决的谜，直到生理学家找到直接解决它的方法。”
如今，胶质细胞的谜团已部分解开。生物学家知道它们有几种形态。一种叫做放射状胶质细胞，在胚胎大脑中起到脚手架的作用。神经元沿着这些柱状细胞向上攀爬，到达它们最终的位置。另一种胶质细胞，称为小神经胶质细胞，是大脑的免疫系统。它们在大脑的神经区域中爬行，寻找死亡或受伤细胞的碎片。第三类胶质细胞，即施万细胞和少突胶质细胞，在神经元周围形成绝缘套，以防止它们的电信号扩散。
但神经科学家对胶质细胞的研究越多，就发现这些细胞的功能越多。小神经胶质细胞不仅保持大脑清洁；它们还修剪神经元上多余的分支，以帮助微调它们正在形成的网络连接。少突胶质细胞和施万细胞不仅绝缘细胞；它们还促进神经元之间形成新的突触。而且，一旦放射状胶质细胞完成了帮助神经元在大脑发育中移动的工作，它们就不会死亡。它们会转化为另一种胶质细胞，称为星形胶质细胞。
星形胶质细胞——因其向四面八方伸展的星状突起而得名——是所有胶质细胞中最丰富的，因此也是大脑中所有细胞中最丰富的。它们也是最神秘的。一个星形胶质细胞可以围绕超过一百万个突触伸展其突起。星形胶质细胞还会相互融合，构建分子可以在细胞间穿梭的通道。
所有这些连接使星形胶质细胞处于影响大脑活动的有利位置。它们还有可以捕捉各种神经递质的受体，这意味着它们可能能够窃听周围正在发生的生化对话。然而，很长一段时间以来，神经科学家们找不到任何迹象表明星形胶质细胞实际上会响应外部信号。终于，在 1990 年，耶鲁大学的神经科学家安·康奈尔-贝尔（Ann Cornell-Bell）发现了似乎是解开谜团的答案。事实证明，星形胶质细胞也像神经元一样，可以对神经递质做出反应——但它们产生的是带电钙离子的波，而不是电信号。
钙来自分布在星形胶质细胞中的密封小囊。受到刺激时，细胞会撕开第一个感觉到神经递质的突起中的钙小囊，从而触发细胞其他部位其他小囊的打开。然后，星形胶质细胞会将钙原子重新储存回它们的小囊中，并在下次受到刺激时再次释放。康奈尔-贝尔注意到，一个发生在单个星形胶质细胞的活动波可以传播到其他星形胶质细胞。几个研究小组还发现，星形胶质细胞本身会释放强效神经递质。它们可以产生谷氨酸（兴奋神经元，使其更有可能响应另一个神经元的信号）和腺苷（可以钝化神经元的敏感性）。
对一些脑科学家来说，这些发现是正在慢慢拼凑成一幅激动人心的新大脑图景的拼图。第一块：星形胶质细胞可以感知传入信号。第二块：它们可以用钙波做出反应。第三块：它们可以产生输出——神经递质，甚至可能是扩散到其他星形胶质细胞的钙波。换句话说，它们至少具备了处理信息的一些要求，就像神经元那样。西班牙卡哈尔研究所的神经科学家阿尔方索·阿拉克（Alfonso Araque）和他的同事们提出了第四块。他们发现，两种不同的刺激信号可以在星形胶质细胞中产生两种不同的钙波模式（即两种不同的反应）。当他们同时向星形胶质细胞施加两种信号时，它们在细胞中产生的波不仅仅是两种模式的总和。相反，星形胶质细胞产生了全新的模式作为回应。这正是神经元——以及计算机——所做的事情。
如果星形胶质细胞真的能处理信息，那将是大大增加了大脑的计算能力。毕竟，大脑中的星形胶质细胞数量比神经元多得多。也许，一些科学家推测，星形胶质细胞会进行自己的计算。与神经元使用的电压脉冲的数字代码不同，星形胶质细胞可能更像一个模拟网络，通过缓慢上升和下降的钙波来编码信息。在他的新书《思想之根》（The Root of Thought）中，神经科学家安德鲁·库布（Andrew Koob）认为，星形胶质细胞之间的对话可能负责“我们作为人类的创造力和想象力。”
直到最近，对星形胶质细胞的研究只观察了放在培养皿里的少数几个细胞。现在，科学家们正在研究如何在活体动物身上观察星形胶质细胞，并了解更多关于这些细胞的能力。例如，斯坦福大学的阿克塞尔·尼默吉恩（Axel Nimmerjahn）和他的同事开发了一种将显微镜固定在小鼠头骨上的方法。为了观察星形胶质细胞，他们将能够结合游离钙而发光的分子注射到小鼠体内。每当小鼠移动一条腿时，尼默吉恩和他的同事就能看到一阵小小的钙波爆发。在某些情况下，可能有数百个星形胶质细胞同时闪烁，而且闪烁可能持续数秒。
星形胶质细胞对突触也至关重要。斯坦福大学的神经科学家本·巴雷斯（Ben Barres）和他的同事发现，与没有星形胶质细胞生长的神经元相比，与星形胶质细胞一起生长的神经元形成了近 10 倍的突触，并且这些突触的活动量也近乎增加了 100 倍。由于突触在我们学习和形成新记忆时会发生变化，澳大利亚莫纳什大学的玛丽·E·吉布斯（Marie E. Gibbs）怀疑星形胶质细胞可能对我们的学习能力很重要。为了检验这个想法，她和她的同事给小鸡喂食彩色珠子。红色珠子涂有苦味化学物质；通常只要啄一次，小鸡就会学会再也不啄红色的珠子。但是，当它们被注射了阻止星形胶质细胞合成谷氨酸的药物后，鸟类就无法记住苦味，会再次啄食珠子。
但这类实验并没有说服一些怀疑论者。例如，如果钙波真的如此重要，那么你可能会期望一只基因工程改造的、无法产生钙波的小鼠会非常糟糕。北卡罗来纳大学教堂山分校的神经科学家肯·麦卡锡（Ken McCarthy）和他的同事培育了缺乏打开钙小囊所需关键蛋白质的星形胶质细胞的小鼠。这些小鼠长大后与普通小鼠没有区别，原因尚不清楚。
事实上，我们对大脑中大部分细胞的运作方式知之甚少，这一点本身就很奇妙。从 20 世纪 30 年代开始，天文学家们意识到，他们通过望远镜看到的所有东西——恒星、星系、星云——只占宇宙总质量的一小部分。其余的部分，被称为暗物质，仍然无法用他们最好的解释方法来解释。事实证明，在我们耳朵之间，每个人都携带自己个人的暗物质储备。
