大脑由神经胶质细胞和神经元两类细胞组成。胶质细胞占全部脑细胞的比例随着生物进化程度的升高而增高。在果蝇胶质细胞约占脑细胞的25%，而在人类则占90%，提示其对脑高级功能可能具有重要作用。但长期以来，人们对神经科学的研究主要集中在神经元，脑的功能也被认为主要是由神经元完成的，而胶质细胞被认为是一类惰性细胞，仅对神经元起到被动的支持、营养及代谢作用。这一观点近年来受到了一些新发现的挑战，有关胶质细胞与神经元相互作用及其对各种神经功能影响的研究受到了人们的重视。中国科学院神经科学研究所段树民等人在国家自然科学基金等项目支持下，在这一新兴领域做出了系统的开创性工作，走在国际前沿，主要取得以下成果：
1.发现胶质细胞释放ATP对神经元活动的异突触调制
突触是神经元之间信息传递的关键部位。段树民发现神经元突触活动可刺激星形胶质细胞释放ATP，ATP通过突触前P2Y受体对该突触（自突触）及邻近突触（异突触）产生抑制作用，提示经过胶质细胞的介导，神经元之间即使没有直接突触联系也可发生相互作用，神经元环路的概念和意义更为广泛和复杂的学术观点。论文发表后，同期杂志发表评论指出
“胶质细胞通过ATP介导异突触抑制
(这一发现)…促使人们对神经系统整合功能提出新的令人振奋的假说…为人们认识突触抑制提供了新机理…这些研究（为该领域更深入的研究）点亮了新的曙光”Neuron(2003，40:873）。美国科学院院士，神经科学家
C.
Stevens在其综述中指出：“这一发现向人们提出了一系列有意义的问题，包括如何将这些（胶质细胞的）作用整合到神经（网络）计算模式中”Cur
Opin Neurobiol（14:341）。该工作不断被其他实验室证实，被同行广泛引用，多篇重要综述介绍。
2．发现胶质细胞通过溶酶体释放信号分子ATP的新机制
阐明了胶质细胞释放ATP信号分子的机制，表明溶酶体具有释放信号分子的新功能。由于ATP不仅是细胞的重要能量分子，也是很多组织细胞间的重要信号分子，而ATP的释放机制一直不清楚，段树民的这一工作，对神经科学及细胞生物学研究都具重要意义。
3．发现星形胶质细胞对神经元突触可塑性的贡献
突触传递和处理信息的能力可以发生变化，称为突触可塑性。长时程增强（LTP）是突触可塑性最重要的形式，被认为是学习记忆的基础，受到神经科学家广泛重视。段树民发现神经元LTP的形成依赖于胶质细胞释放的D-丝氨酸，首次证明胶质细胞对突触可塑性的重要贡献，对理解胶质细胞如何参与脑高级功能活动具重要意义。
4．发现神经元与NG2胶质细胞之间的突触可产生长时程增强（LTP）
首次在神经元突触之外找到LTP样可塑性证据，并表明其产生机制和神经元突触产生LTP的机制不同。由于脑内有大量NG2胶质细胞，而LTP被认为与脑的信息处理、储存及学习记忆等有关，NG2细胞的突触具有可塑性的发现及其机理的阐明，对人们从不同角度认识脑工作原理具有重要意义。
这些工作在Science、Nature Cell Biol、Neuron、PNAS等国际著名杂志发表后，在同行的论文中被广泛引用，多篇文章被Faculty
of 1000 Biology推荐介绍,在Nature Rev Neurosci等多篇重要综述文章中详细介绍及高度评价，改变了人们对胶质细胞功能的一些认识，在神经科学领域产生了重要影响，促进了该领域的发展。他多次受邀在Gordon
Research
Conference等重要国际会议上做专题报告，负责在国际脑研究组织神经科学大会中组织胶质细胞专题研讨会。他被邀为Glia、Hippocampus、Neurobiology
of Disease、J Neurophysiology等多个重要神经科学国际杂志的编委,
为中国神经科学的发展和融入国际主流、建立国际声誉作出了努力。这些成果还分别入选为2003年中国医药科技十大新闻、2006年中国基础研究十大新闻。
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