發(fā)布日期：2018-03-08

　　在過去半個(gè)多世紀(jì)里，神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的一大爭(zhēng)論在于人類的大腦是否能終身更新。而今天在線發(fā)表在《自然》上的一項(xiàng)研究則近乎為這場(chǎng)爭(zhēng)論劃上一個(gè)悲傷的休止符——研究人員們發(fā)現(xiàn)，人類海馬體中的神經(jīng)元在童年就停止了新生。那些期待大腦能不斷更新，永葆青春的人，恐怕要對(duì)此失望了。

　　事實(shí)上，在神經(jīng)科學(xué)研究的早期，人們一直以為大腦在出生前，就停止了新神經(jīng)元的制造。然而在上世紀(jì)60年代，來(lái)自MIT的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，成年小鼠依舊可以形成新的神經(jīng)元，一舉打破了神經(jīng)科學(xué)的教條；80年代，洛克菲勒大學(xué)的Fernando Nottebohm教授團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，一些鳴禽的大腦在成年后也會(huì)產(chǎn)生新的神經(jīng)元，并且使用終身。這些發(fā)現(xiàn)激起了人們的興趣——人類大腦在成年后，神經(jīng)元也會(huì)更新?lián)Q代嗎？盡管有著不少研究，但人們對(duì)此一直沒有明確的結(jié)論。

　　加州大學(xué)舊金山分校（UCSF）的Arturo Alvarez-Buylla教授團(tuán)隊(duì)想要回答這一問題。有趣的是，他曾是Nottebohm教授的博士生，協(xié)助闡明了成年鳴禽大腦的新生機(jī)制。過去30年里，他也在成年動(dòng)物的神經(jīng)元新生領(lǐng)域做出了大量貢獻(xiàn)。如今，已是頂尖神經(jīng)科學(xué)專家的他，卻對(duì)成人的神經(jīng)元新生能力提出了質(zhì)疑。

▲Arturo Alvarez-Buylla教授團(tuán)隊(duì)（圖片來(lái)源：Arturo Alvarez-Buylla教授實(shí)驗(yàn)室）

　　在合作者的協(xié)助下，Alvarez-Buylla教授團(tuán)隊(duì)獲得了59個(gè)人類海馬體的樣本。海馬體對(duì)于人類的記憶和學(xué)習(xí)至關(guān)重要，也是研究者們尋找新生神經(jīng)元的幾個(gè)關(guān)鍵區(qū)域之一。研究中，科學(xué)家們首先利用標(biāo)記不同細(xì)胞類型的抗體，分析了這些海馬體樣本中神經(jīng)干細(xì)胞、神經(jīng)祖細(xì)胞、新生神經(jīng)元、以及成熟神經(jīng)元的數(shù)量。為了確保準(zhǔn)確度，研究人員們也使用高分辨率的電子顯微鏡來(lái)確認(rèn)這些細(xì)胞的形狀與結(jié)構(gòu)。根據(jù)這些細(xì)胞的數(shù)量，我們能推斷出不同年齡的大腦里，神經(jīng)元的新生情況。

　　研究結(jié)果讓人大感意外——在新生兒的大腦樣本中，每平方毫米的平均新神經(jīng)元數(shù)為1618個(gè)。但在出生后不久，這一數(shù)字就出現(xiàn)了斷崖式下跌。那些來(lái)自1歲嬰兒的樣本表明，新神經(jīng)元的密度下降了5倍！而7歲的兒童神經(jīng)元密度相比1歲的嬰兒更是猛跌23倍。到了青春期早期，這一數(shù)字已從1618下降到了2.4。而在17個(gè)成人樣本中，研究人員沒有發(fā)現(xiàn)任何新神經(jīng)元的跡象。

▲從出生到成年，新神經(jīng)元的密度一路下跌（圖片來(lái)源：《自然》）

　　“在幼兒里，我們可以看到大量的新神經(jīng)元持續(xù)產(chǎn)生，并整合入海馬體中的齒狀回。但在青春期早期，神經(jīng)新生則完全消失了，”該研究的共同第一作者M(jìn)ercedes F. Paredes博士說道：“新生兒的新神經(jīng)元清晰可見，成人卻沒有明顯的新神經(jīng)元，這個(gè)事實(shí)讓我們相信我們的觀察結(jié)果。”

　　 研究人員們也謹(jǐn)慎地指出，沒有觀察到新神經(jīng)元，不代表成人海馬體中完全不可能產(chǎn)生新神經(jīng)元。“如果成年人的海馬體中有神經(jīng)元產(chǎn)生，那也是一個(gè)非常罕見的現(xiàn)象。” Alvarez-Buylla教授嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卦u(píng)論說。

　　“或許我們應(yīng)該退一步詢問我們發(fā)現(xiàn)的意義，”該研究的另一名共同第一作者Shawn F. Sorrells博士說道：“如果神經(jīng)元的新生如此罕見，以至于我們都無(wú)法檢測(cè)到它，那么它在大腦可塑性、或是海馬體的學(xué)習(xí)和記憶功能中，又能扮演多重要的角色呢？”

　　 這項(xiàng)研究或許可以解釋為何隨著人類年齡的增長(zhǎng)，我們的學(xué)習(xí)力和記憶力會(huì)不斷下降。先前，我們?cè)鴪?bào)道過缺覺對(duì)腦細(xì)胞的破壞性影響。看到這篇研究后，我們應(yīng)該意識(shí)到“青春一去不復(fù)返”的殘酷。為了我們的腦細(xì)胞著想，我們還是養(yǎng)成不熬夜的習(xí)慣比較好。

　　參考資料：

[1] Human hippocampal neurogenesis drops sharply in children to undetectable levels in adults

[2] Birth of new neurons in the human hippocampus ends in childhood

來(lái)源：學(xué)術(shù)經(jīng)緯