半個世紀以來,神經科學領域的一場大辯論在于人類的大腦是否能終身更新。然而,今天《自然》在線發表的一項研究幾乎給這場爭論畫上了一個可悲的句號。3354研究人員發現,人類海馬體中的神經元在兒童期停止新生。那些期待自己的大腦不斷更新,保持年輕的人恐怕要失望了。
事實上,在神經科學研究的早期,人們一直認為大腦在出生前就停止了制造新的神經元。然而,在20世紀60年代,來自麻省理工學院的科學家發現,成年小鼠依舊可以形成新的神經元,一舉打破了神經科學的教條;20世紀80年代,洛克菲勒大學的費爾南多諾特鮑姆(Fernando Nottebohm)教授團隊進一步發現,一些鳴禽的大腦在成年期也會產生新的神經元,并終生使用。這些發現引起了人們的興趣。3354人類大腦的神經元成年后會更新嗎?雖然研究很多,但是沒有明確的結論。
來自加州大學舊金山分校(UCSF)的阿圖羅阿爾瓦雷斯-比拉教授想要回答這個問題。有趣的是,他是Nottebohm教授的博士生,并幫助闡明了成年鳴禽大腦的新生機制。在過去的30年里,他還在成年動物的神經元再生領域做出了巨大貢獻。如今,已是頂尖神經科學專家的他,卻對成人的神經元新生能力提出了質疑。
阿圖羅阿爾瓦雷斯教授-比尤拉團隊(來源:阿圖羅阿爾瓦雷斯教授-比尤拉實驗室)
在合作者的幫助下,Alvarez-Buylla教授的團隊獲得了59個人類海馬體樣本。海馬體對于人類的記憶和學習非常重要,也是研究人員尋找新神經元的重點區域之一。在研究中,科學家首先研究了利用標記不同細胞類型的抗體,分析了這些海馬體樣本中神經干細胞、神經祖細胞、新生神經元、以及成熟神經元的數量年。為了確保準確性,研究人員還使用高分辨率電子顯微鏡來確認這些細胞的形狀和結構。根據這些細胞的數量,我們可以推斷出不同年齡大腦中神經元的新生情況。
這項研究的結果令人驚訝。——在新生兒的大腦樣本中,平均每平方毫米的新生神經元數量為1618個。然而,出生后不久,這個數字便一落千丈。那些1歲嬰兒的樣本顯示,新生神經元的密度降低了5倍!7歲兒童的神經元密度比1歲嬰兒驟降了23倍。到青春期早期,這個數字從1618下降到了2.4。而在17個成人樣本中,研究人員沒有發現任何新神經元的跡象。
從出生到成年,新生神經元密度一路下降(來源:《自然》)
“在幼兒中,我們可以看到大量新的神經元不斷產生,并整合到海馬體的齒狀回中。但在青春期早期,神經發生完全消失,”該研究的第一作者之一梅賽德斯f帕雷德斯博士說。“新生神經元清晰可見,但成年人沒有明顯的新神經元,這一事實讓我們相信了我們的觀察。”
研究人員還謹慎地指出,沒有觀察到新神經元,不代表成人海馬體中完全不可能產生新神經元。“如果成年人的海馬體有神經元,那也是非常罕見的現象。”阿爾瓦雷斯-布耶拉教授嚴謹地評論道。
“也許我們應該退后一步,問問我們的發現的重要性,”該研究的另一位第一作者肖恩f索雷爾博士說。“如果神經發生如此罕見,以至于我們甚至無法檢測到,那是在大腦可塑性,還是海馬體的學習記憶功能,又能扮演多重要的角色呢?”
這項研究可以解釋為什么我們的學習能力和記憶力會隨著年齡的增長而下降。之前,我們報道了睡眠剝奪對腦細胞的破壞性影響。看了這個研究,應該會意識到“青春一去不復返”的殘酷。為了我們的腦細胞著想,我們還是養成不熬夜的習慣比較好。
參考資料:
[1]人類海馬神經發生在兒童中急劇下降到成人中檢測不到的水平
[2]人類海馬體中新神經元的誕生在兒童期就結束了
原文已刪除。
原標題:悲傷的故事.……今天《自然》發現,一個成年人的腦細胞真的死了。