新神經(jīng)元在新生兒的大腦內(nèi)是可見的(上圖),但并未出現(xiàn)在35歲成年人的大腦組織中(下圖)。
圖片來源:KEN PROBST
過去20年間,成年人每天能產(chǎn)生上百個新神經(jīng)元的證據(jù),點燃了增強治療性細胞誕生能力的希望。研究人員推斷,促進神經(jīng)再生或能預防或者治療抑郁癥、阿爾茨海默氏癥和其他大腦疾病。不過,一項日前發(fā)表于《科學》雜志的爭議性研究表明,神經(jīng)元的產(chǎn)生在經(jīng)歷早期發(fā)育后大幅減少并且到成年時慢慢停止。
加拿大多倫多病童醫(yī)院神經(jīng)科學家Paul Frankland表示,在成年人和猴子大腦中“竭盡全力搜尋”新神經(jīng)元的結(jié)果“將會令很多人失望”。美國哥倫比亞大學神經(jīng)科學家René Hen則表示,“最新研究引發(fā)了這樣的擔憂,即神經(jīng)再生水平過低,以至于無法在人類體內(nèi)產(chǎn)生重要功能。”
1998年,關(guān)于成年人神經(jīng)再生的首個證據(jù)來自死亡的癌癥患者的大腦。他們在世時,曾接受過一種名為溴脫氧尿苷的化學物質(zhì)的注射。該物質(zhì)能標記新分化的細胞,并且出現(xiàn)在這些患者大腦內(nèi)的一些海馬體(和記憶、學習相關(guān)的海馬狀結(jié)構(gòu))中。2013年,來自瑞典卡羅林斯卡研究所的Jonas Frisén團隊對55名已去世患者大腦組織中的單個神經(jīng)元進行了碳年代測定。該團隊根據(jù)細胞年齡推測,人類每天在編碼記憶的一個海馬體區(qū)域——齒狀回區(qū)更新700個神經(jīng)元。
不過,自上世紀80年代起便一直研究大腦產(chǎn)生新細胞能力的加州大學舊金山分校研究人員Arturo Alvarez-Buylla對此持懷疑態(tài)度。他帶領(lǐng)團隊花費5年時間,收集了來自不同年齡段(從出生前到77歲)的59人的大腦組織。這些人當時已經(jīng)死亡,或者其大腦組織在癲癇手術(shù)期間被移除。研究人員利用熒光抗體標記了對處于不同成熟度的細胞具有特異性的蛋白。他們還利用電子顯微鏡,尋找了特有的細長且形狀簡單的年輕神經(jīng)元。
該團隊發(fā)現(xiàn),人們在生命早期擁有大量的神經(jīng)干細胞和祖細胞——出生時,每平方毫米大腦組織平均擁有1618個年輕神經(jīng)元。不過,這些細胞并未繼續(xù)形成神經(jīng)干細胞的增殖層,同時新神經(jīng)元的產(chǎn)生在1~7歲減少了23倍。到成年時,新神經(jīng)元的供應(yīng)逐漸完全消失。(宗華)