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Nature:成人脑细胞真的死一个少一个

来源:学术经纬 2018-03-08 12:18

 

在过去半个多世纪里,神经科学领域的一大争论在于人类的大脑是否能终身更新。而今天在线发表在《自然》上的一项研究则近乎为这场争论划上一个悲伤的休止符——研究人员们发现,人类海马体中的神经元在童年就停止了新生。那些期待大脑能不断更新,永葆青春的人,恐怕要对此失望了。

事实上,在神经科学研究的早期,人们一直以为大脑在出生前,就停止了新神经元的制造。然而在上世纪60年代,来自MIT的科学家们发现,成年小鼠依旧可以形成新的神经元,一举打破了神经科学的教条;80年代,洛克菲勒大学的Fernando Nottebohm教授团队进一步发现,一些鸣禽的大脑在成年后也会产生新的神经元,并且使用终身。这些发现激起了人们的兴趣——人类大脑在成年后,神经元也会更新换代吗?尽管有着不少研究,但人们对此一直没有明确的结论。

加州大学旧金山分校(UCSF)的Arturo Alvarez-Buylla教授团队想要回答这一问题。有趣的是,他曾是Nottebohm教授的博士生,协助阐明了成年鸣禽大脑的新生机制。过去30年里,他也在成年动物的神经元新生领域做出了大量贡献。如今,已是顶尖神经科学专家的他,却对成人的神经元新生能力提出了质疑。

在合作者的协助下,Alvarez-Buylla教授团队获得了59个人类海马体的样本。海马体对于人类的记忆和学习至关重要,也是研究者们寻找新生神经元的几个关键区域之一。研究中,科学家们首先利用标记不同细胞类型的抗体,分析了这些海马体样本中神经干细胞、神经祖细胞、新生神经元、以及成熟神经元的数量。为了确保准确度,研究人员们也使用高分辨率的电子显微镜来确认这些细胞的形状与结构。根据这些细胞的数量,我们能推断出不同年龄的大脑里,神经元的新生情况。

研究结果让人大感意外——在新生儿的大脑样本中,每平方毫米的平均新神经元数为1618个。但在出生后不久,这一数字就出现了断崖式下跌。那些来自1岁婴儿的样本表明,新神经元的密度下降了5倍!而7岁的儿童神经元密度相比1岁的婴儿更是猛跌23倍。到了青春期早期,这一数字已从1618下降到了2.4。而在17个成人样本中,研究人员没有发现任何新神经元的迹象。

“在幼儿里,我们可以看到大量的新神经元持续产生,并整合入海马体中的齿状回。但在青春期早期,神经新生则完全消失了,”该研究的共同第一作者Mercedes F. Paredes博士说道:“新生儿的新神经元清晰可见,成人却没有明显的新神经元,这个事实让我们相信我们的观察结果。”

研究人员们也谨慎地指出,没有观察到新神经元,不代表成人海马体中完全不可能产生新神经元。“如果成年人的海马体中有神经元产生,那也是一个非常罕见的现象。” Alvarez-Buylla教授严谨地评论说。

“或许我们应该退一步询问我们发现的意义,”该研究的另一名共同第一作者Shawn F. Sorrells博士说道:“如果神经元的新生如此罕见,以至于我们都无法检测到它,那么它在大脑可塑性、或是海马体的学习和记忆功能中,又能扮演多重要的角色呢?”

这项研究或许可以解释为何随着人类年龄的增长,我们的学习力和记忆力会不断下降。先前,我们曾报道过缺觉对脑细胞的破坏性影响。看到这篇研究后,我们应该意识到“青春一去不复返”的残酷。为了我们的脑细胞着想,我们还是养成不熬夜的习惯比较好。(生物谷Bioon.com)

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