髓鞘轴突取向几何与结构中的关联无序

尽管髓鞘的超微结构曾被认为是准晶体稳定系统，但如今看来，其多尺度复杂动力学在神经疾病和创伤后的功能性、退行性以及修复过程中发挥着关键作用。在这项工作中，我们研究了与神经功能相关的轴突相互作用，测量了非洲爪蟾坐骨神经中轴突取向涨落的空间分布。为此，我们使用了扫描微束 X 射线衍射，这是一种非侵入性技术，此前已应用于其他具有从微米到纳米尺度复杂几何结构的非均匀系统。我们发现，新鲜轴突取向的空间涨落表现出由 Lévy flight 分布描述的关联无序。因此，我们研究了这种关联无序在神经退行性变过程中如何演化。我们的结果表明，在不新鲜、老化的神经中，轴突取向涨落的空间分布失去了关联无序，呈现出随机无序的行为。这项工作使我们对神经状态有了更深入的理解，并为利用相同技术研究其他材料和生物材料、检测和表征其状态及超分子结构（与纳米和介观尺度的动态结构变化相关）铺平了道路。