我们使用的一些常用词汇是过去的错误遗留。例如，“influenza”（流感）一词来源于意大利语，意为“影响”——暗示了过去人们认为星星会影响我们的健康。欧洲探险家们在寻找通往印度的另一条航线时，却误打误撞来到了新大陆，并毫无根据地将其居民称为“Indios”，即印第安人。神经科学家们也有他们自己的“错误遗留”，而且是一个惊人的失误。19世纪中叶，研究人员在他们的大脑中发现了与神经元（大脑被认为是主要的活跃细胞）不同的细胞，并称之为“glia”，这是希腊语中“胶水”的意思。尽管大脑中约有万亿个胶质细胞——是神经元的10倍——但人们一直认为这些细胞不过是支持系统。如今，我们知道这个名字再错误不过了。
事实上，胶质细胞是勤奋的多面手，它们指导着大脑的发育并在我们的一生中维持大脑的正常运作。胶质细胞还会仔细聆听周围的邻居，并用它们自己的化学语言进行交流。科学家们尚未理解这种语言，但实验表明，这是我们学习和形成新记忆时发生的神经交流的一部分。
如果非要归咎于导致对胶质细胞产生错误印象的原因，那便是“电”。18世纪的生理学家路易吉·伽伐尼发现，如果他用一块带电的金属接触青蛙腿部暴露的神经，那条腿就会抽搐。他和其他人进一步证明，正是通过金属传递到神经的微弱电流脉冲导致了这一现象。
在接下来的两个世纪里，科学家们对这些信号的工作方式有了更清晰的认识。当神经元的一个末端分支受到刺激时，一个电脉冲会迅速传向细胞的主体。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个外出的臂，即轴突，轴突会分裂成许多分支，每个分支几乎都触碰到其他神经元。两个神经细胞之间的微小间隙称为突触间隙。信号发送神经元将化学物质泵入该空间，而信号接收神经元则吸收其中一些，从而触发新的电脉冲。
神经元具有某些特征：轴突、突触以及产生电信号的能力。然而，当科学家们通过显微镜观察大脑的片段时，他们发现了其他不符合这些特征的细胞。当用电极刺穿时，这些细胞不会产生噼啪作响的电脉冲。如果说电是思维的语言，那么这些细胞就是哑巴。德国病理学家鲁道夫·菲尔绍于1856年创造了“胶质细胞”一词，一个多世纪以来，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，这可能是一个草率的假设。开创性的神经科学家圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔因提出了后来被称为“神经元学说”——即神经元是大脑基本单位的理论——而获得了1906年的诺贝尔奖。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，“在生理学家找到直接攻击它的方法之前，可能在未来许多年里都无法解决的谜。”
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不同的类型。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攀爬，到达最终的位置。另一种胶质细胞，称为小胶质细胞，是大脑的免疫系统。它们在神经系统中爬行，寻找死亡或受伤细胞的碎片。第三类胶质细胞，称为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。
但是，神经科学家们对胶质细胞的研究越多，就越发现这些细胞的多功能性。小胶质细胞不仅保持大脑的清洁；它们还会修剪神经元上多余的分支，以帮助微调它们发育中的连接。少突胶质细胞和施万细胞不仅绝缘神经元；它们还促进神经元之间形成新的突触。一旦放射状胶质细胞完成了帮助神经元在发育中的大脑中移动的工作，它们并不会死亡。它们会转变成另一种胶质细胞，称为星形胶质细胞。
星形胶质细胞——因其向四面八方延伸的星状突起而得名——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。一个星形胶质细胞的突起可以包裹超过一百万个突触。星形胶质细胞还可以相互融合，构建通道，分子可以通过这些通道在细胞间穿梭。
所有这些连接使星形胶质细胞处于影响大脑活动的重要位置。它们还具有可以捕获各种神经递质的受体，这意味着它们可能能够“窃听”周围发生的生化交流。然而，很长一段时间以来，神经科学家们一直找不到任何迹象表明星形胶质细胞会实际响应外部信号。终于，在1990年，当时的耶鲁大学神经科学家安·科奈尔-贝尔发现了似乎是解决这个谜团的方法。事实证明，星形胶质细胞和神经元一样，可以对神经递质作出反应——但它们不是通过电信号，而是通过产生带电钙原子波来反应。
钙来自散布在星形胶质细胞中的密封囊泡。受到刺激时，细胞会撕开第一个感知到神经递质的突起中的钙囊泡，从而触发细胞其他地方的其他囊泡的打开。然后，星形胶质细胞会将钙原子重新储存回它们的囊泡中，只等下次受到刺激时再次释放。科奈尔-贝尔注意到，这种活动波可以从一个星形胶质细胞扩散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的神经递质。它们可以产生谷氨酸（它会兴奋神经元，使它们更可能响应来自另一个神经元的信号）和腺苷（它可以减弱神经元的敏感性）。
对一些大脑科学家来说，这些发现是逐渐拼凑成一幅令人兴奋的大脑新图景的拼图碎片。第一块：星形胶质细胞可以感知传入信号。第二块：它们可以通过钙波作出反应。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，它们至少具备了像神经元那样处理信息的一些必要条件。西班牙卡哈尔研究所的神经科学家阿方索·阿拉奎及其同事提出了第四块。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提供这两种信号时，它们产生的波不是两种模式的简单叠加。相反，星形胶质细胞产生了全新的反应模式。这正是神经元——以及计算机——所做的。
如果星形胶质细胞真的能够处理信息，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比神经元多得多。也许，一些科学家推测，星形胶质细胞进行着自己的计算。与其使用神经元所用的电压尖峰数字代码，星形胶质细胞可能更像是一个模拟网络，通过缓慢升降的钙波来编码信息。在他的新书《思维之根》（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交流可能负责“我们作为人类的创造力和想象力的存在”。
直到最近，对星形胶质细胞的研究也只涉及培养皿中少数几个细胞。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，前斯坦福大学的阿克塞尔·尼默延（Axel Nimmerjahn）和他的同事开发了一种将显微镜安装在小鼠头骨上的方法。为了观察星形胶质细胞，他们向小鼠注射能够与游离钙结合时发光的分子。每当小鼠移动一只腿时，尼默延和他的同事就能看到一阵钙波的爆发。在某些情况下，数百个星形胶质细胞可能同时闪烁，而且闪烁可能持续数秒钟。
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）及其同事发现，与星形胶质细胞一起生长的神经元形成的突触数量几乎是未与星形胶质细胞一起生长的神经元的10倍，并且这些突触的活性也几乎是后者的100倍。最近，他们发现了证据表明，治疗癫痫和疼痛的药物 Neurontin 似乎可以阻止胶质细胞诱导新的突触形成，这可能是它缓解神经性疼痛的方式。由于突触会随着我们学习和形成新记忆而改变，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。红色的珠子涂有苦味化学物质；通常只需一次啄食，小鸡就能学会再也不啄红色的珠子。但当它们被注射了能阻止星形胶质细胞合成谷氨酸的药物后，这些小鸡就无法记住苦味，会再次啄食珠子。
这类实验并没有说服一些怀疑论者。例如，如果钙波真的那么重要，你可能会认为一个无法产生钙波的转基因小鼠会非常糟糕。北卡罗来纳大学教堂山分校的神经科学家肯·麦卡锡（Ken McCarthy）设计了一种小鼠，使其生长出缺乏一种关键蛋白质的星形胶质细胞，这种蛋白质是打开钙囊泡所必需的。然而，这些小鼠长大后与普通小鼠无异，原因尚不清楚。
令人惊叹的是，我们对大脑中大部分细胞的功能知之甚少。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，在我们耳边，我们每个人都携带了自己的“暗物质”供应。
丹尼尔·拉梅蒂（Daniel Lametti）的额外报道。
