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伤脑筋,成年后人脑海马区神经元不再更新

撰文 | 陈文雪

责编 | 叶水送

成年人大脑是否有新生神经元?最近,一项国际合作研究给出了否定答案:成年人脑海马区没有新生神经元产生,相关论文日前以《海马脑区的新生神经元在儿童脑内显著下降,在成人脑内没有发现》(“Human hippocampal neurogenesis drops sharply in children to undetectable levels in adults”)为题,在线发表于国际顶级期刊Nature杂志上。

这项研究由美国加州大学旧金山分校、西班牙瓦伦西亚大学、复旦大学和加州大学洛杉矶分校等单位参与。西班牙瓦伦西亚大学教授Jose Manuel Garcia-Verdugo,复旦大学教授杨振纲和加州大学旧金山分校教授Arturo Alvarez-Buylla为这篇文章的共同通讯作者。

人脑最后一个新生神经元产生于童年

新生儿海马脑区每平方毫米大约有1618个新生神经元。这个数字随着人类年龄的增长而锐减:1岁时降低了5倍;7岁时降低了23倍;到13岁时,海马脑区每平方毫米大约只有2.4个新生神经元,降低了近700倍。

在随后的年龄段(18岁-77岁)里,人的大脑没有发现新生神经元的存在,造成这一结果的根本的原因,可能在于人脑海马区没有神经干细胞存在的合适环境(niche)。

Alvarez-Buylla领衔的国际团队历时逾4年,通过对59例不同年龄段人脑海马区进行分析,发现人脑最后一个新生神经元产生于童年时期。这一结论,为有关成人神经元新生能力的争论提供了新的依据。

为了进一步验证这个发现,杨振纲课题组利用国内灵长类动物优势资源,着重分析了10只不同年龄的非人灵长类-猕猴海马脑区神经发生的状况。据悉,人工饲养的猕猴可以活到25至30岁。与在人脑中的发现类似,在新生猕猴到23岁的猕猴海马脑区内,新生神经元的数量随着年龄的增长而大幅下降。大约到7岁左右,猕猴海马脑区便很难再产生新的神经元。

新生神经元与人的学习和记忆有何关系?

成年鸟类(如金丝雀)和成年啮齿类(比如小鼠)动物的海马脑区可以不断产生新的神经元。人们将这一过程称作成体神经发生。

成年人脑内是否也像啮齿类动物一样存在新生神经元?由于神经元新生关乎着人脑再塑和与之相关的一系列可能,半个世纪以来,这一科学命题始终吸引着神经科学领域的关注。而对此持肯定态度的观点曾一度被普遍接受。

由于研究者常常把动物海马脑区的新生神经元与学习和记忆、神经再生等重要问题联系起来,探讨这一命题实际将指向脑功能恢复与重建,以及部分相关疾病的诊治。

然而就这项研究而言,其结论已清楚显示,有关新生神经元参与了成人学习和记忆功能、成人情绪调整、脑损伤后神经再生功能等认知及由此衍生的判断,仍需更为审慎的思考。

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Sorrells SF et al. Human hippocampal neurogenesis drops sharply in children to undetectable levels in adults.Nature. 2018. doi:10.1038/nature25975.

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