大脑是身体的主权，并受到与其高地位相一致的保护。它的细胞寿命很长，并躲藏在一种可怕的防御工事中，称为血脑屏障。在很长一段时间里，科学家们认为大脑完全与身体其他部分的混乱隔绝了——尤其是它急切的防御系统，这是一群抵抗感染的免疫细胞，其行为可能会威胁到陷入交火的统治者。

然而，在过去的十年里，科学家们发现保护大脑的工作并不像他们想象的那么简单。他们已经了解到，它的防御工事有门户和间隙，它的边界熙熙攘攘，到处都是活跃的免疫细胞。

现在的大量证据表明，大脑和免疫系统紧密交织在一起。科学家们已经知道大脑有自己的常驻免疫细胞，称为小胶质细胞;最近的发现正在绘制更详细的功能图片，并揭示大脑周围区域的其他免疫战士的特征。其中一些细胞来自身体的其他部位;其他的则在颅骨的骨髓中局部产生。通过研究这些免疫细胞并绘制它们如何与大脑相互作用，研究人员发现它们在健康和患病或受损的大脑中都起着重要作用。对该领域的兴趣激增：2010年关于该主题的论文每年不到2，000篇，到2021年，每年超过10，000篇，研究人员在过去几年中取得了几项重大发现。

科学家们不再认为大脑是一个特殊的、封闭的区域。“免疫特权的整个概念现在已经过时了，”布鲁塞尔自由大学（VUB）的神经免疫学家Kiavash Movahedi说。虽然大脑在免疫学上仍然被认为是独一无二的 - 它的屏障阻止免疫细胞随意进出 - 很明显，大脑和免疫系统不断相互作用。

这种态度的转变在社区中很普遍，马里兰州贝塞斯达的美国国家心理健康研究所神经内分泌学和神经免疫学项目主任Leonardo Tonelli说。他说，根据他的经验，几乎每个审查该机构拨款提案的神经科学家都接受这种联系，尽管许多人仍然需要赶上神经免疫学的最新发现，这些发现已经开始揭示潜在的机制。

急于了解大脑和免疫系统是如何结合在一起的，引发了很多问题，加州斯坦福大学神经免疫学家Tony Wyss-Coray说。“这在正常的大脑功能或疾病中有多重要？这是一个很难回答的问题。免疫系统和大脑之间的交流似乎也走向了另一个方向：大脑可以指导免疫系统。其中一些见解已有数十年的历史。在20世纪70年代，科学家们通过将其与免疫抑制药物配对数天来调节大鼠在品尝糖精（一种人造甜味剂）时变得免疫抑制。

在最近的工作中，海法以色列理工学院的神经免疫学家Asya Rolls和她的团队探索了小鼠情绪，免疫力和癌症之间的联系。他们在2018年报告了16个，激活腹侧被盖区的神经元，一个参与积极情绪和动机的大脑区域，增强免疫反应，反过来，减缓肿瘤生长。然后，在2021年，她的小组确定了岛叶皮层中的神经元 - 大脑中涉及处理情绪和身体感觉的一部分 - 这些神经元在结肠炎症期间活跃，这种情况也称为结肠炎。

通过人工激活这些神经元，研究人员能够重新唤醒肠道免疫反应。就像巴甫洛夫的狗学会了将铃铛的声音与食物联系起来，让动物在听到噪音时随时流口水一样，这些啮齿动物的神经元已经捕获了可以重新启动的免疫反应的“记忆”。“这表明神经元和免疫细胞之间存在非常强烈的串扰，”没有参与这项工作的Movahedi说。

Rolls怀疑生物体进化出这种免疫学“记忆”，因为它们是有利的，在身体可能遇到病原体的情况下增强免疫系统。她补充说，在某些情况下，它们可能是适应不良的 - 当身体预期感染并产生不必要的免疫反应时，造成附带损害。根据Rolls的说法，这种途径可能有助于解释心理状态如何影响免疫反应，为许多心身疾病提供潜在的机制。

它也可以激发治疗。Rolls和她的团队发现，阻断这些炎症相关神经元的活动可以减轻结肠炎小鼠的炎症。她的小组希望将这些发现转化为人类，并正在研究使用非侵入性脑刺激抑制活动是否有助于缓解克罗恩病和牛皮癣患者的症状 - 由免疫系统介导的疾病。罗尔斯说，这项工作还处于早期阶段，“但如果它有效，它将非常酷”。

其他小组正在探索大脑如何控制免疫系统。Choi的团队正在追踪调节免疫反应的特定神经元和回路。有一天，她希望能够生成大脑和免疫系统之间相互作用的全面地图，概述负责双向通信的细胞，电路和分子信使 - 并将这些与行为或生理读数联系起来。

现在最大的挑战之一是梳理出哪些细胞群参与这些无数的功能。为了解决这个问题，一些研究人员一直在通过对单个细胞中的基因进行测序来探索这些细胞在分子水平上的差异。例如，这揭示了与神经退行性疾病相关的小胶质细胞的一个子集。史蒂文斯说，了解这些小胶质细胞如何与健康小胶质细胞的功能不同，将有助于开发治疗方法。她补充说，它们也可以用作跟踪疾病进展或疗效的标志物。

研究人员已经开始将这些见解用于大脑内部和周围的免疫生态系统。例如，施瓦茨的团队正在恢复免疫系统，希望与阿尔茨海默病作斗争。这项工作为治疗开辟了新的途径，特别是对于神经退行性疾病，Schwartz说。“这是大脑研究史上一个激动人心的时刻。