在过去20多年间,神经科学界最大的争论点之一便是人类大脑的神经元是否能随着生命的进程而持续更新,人类又是否能通过提高大脑的固有再生能力让大脑重新焕发生机?这不仅是个有趣的研究课题,同时也极具应用意义。很多人都希望能利用大脑的再生能力,来改善认知、治疗损伤和疾病。
海马区是一个对学习能力和记忆力都至关重要的区域,科学家一直致力于在该区域中寻找新神经元会否在整个生命周期中持续出现的证据。过往的许多研究工作都集中在海马的一个被称为齿状回的区域,有的结果显示出成人大脑的齿状回区中每天都有多达数百个新的神经元出现,但也有一些研究认为成人的新增神经元非常少。
尽管学界对这一问题的结论存在差异,但总体而言大家认为成人大脑的海马区是可以持续产生新神经元的。可现在,一项新的研究结果似乎要颠覆这一长久以来的认知:研究人员发现,一旦成年以后,大脑中的海马区会停止产生新的神经元。
神经科学家Arturo Alvarez-Buylla教授是大脑发育领域的顶级专家,在过去30年中,他一直相信新生神经元可以在鸣禽和啮齿类动物的整个生命周期中产生。但几年前,当他对一个保存完好的成人大脑样本进行观察时,只在某几处区域发现了少量的新生神经元,但完全没海马区中发现。
于是Alvarez-Buylla决定扩大研究范围,在组建了一个庞大的国际研究团队后,他们得以对59个年龄范围从胎儿到70多岁成人的海马样本进行分析。简单来说结果就是:他们仅在胎儿和儿童的样本中发现了新生的神经元;在能看见新生神经细胞的样本中,最大年纪是13岁,而且数量非常少;在18岁的样本中,便找不到任何东西。因此他们的结论是,海马体中的新生神经元数量会在出生后开始减少,并在成年期几乎降至为零。
若果真如此,那么这对患有某些脑部疾病的患者将是巨大的打击。因为人们想要依靠大脑产生新神经元的能力来治疗——如阿尔兹海默病和帕金森等——神经退行性疾病的希望将化为泡影。
3月7日,《自然》杂志对这一研究进行了公布,结果一经发表便引发广泛热议。
在新研究中,59个海马体样本里有37个属于在不同年龄段、因不同原因死亡的捐赠者,另外22例样本则从摘除自经历了癫痫治疗手术的患者。研究人员使用不同的抗体来鉴别不同类型和成熟状态的细胞(包括神经干细胞和祖细胞、新生和成熟神经元、和非神经元胶质细胞),分析了样本中出现的新生神经元和神经干细胞数量的变化。
对于这样的结果,许多神经科学家表示无法完全信服,因为这与多个海马在人的生命过程中不断产生神经元的证据相矛盾:在过去的20年里,科学家发现人类和动物(如啮齿动物)的海马神经元的新增量会随着年龄的增长而降低,但即便是在非常成年的个体中,也能找到少数新生的神经细胞。
Alvarez-Buylla很坦然地承认研究存在某些局限性,但他对研究结果表示相信。他说:“我们做足了完整的功课,研究了不同年龄段的许多样本。”而且研究人员也认为,无论他们的搜寻有多么全面和仔细,都不可能完全确定在成年海马体中绝对不会有任何新的神经元出现。
研究人员认为,人脑中神经再生的缺失并不一定是件坏事,这能为了解人类大脑与其他动物之间的区别、探索更新更好的大脑疾病治疗方案指明新的道路。
而且正如伦敦大学国王学院的神经科学家Sandrine Thuret所说,尽管存在争议,但却能对这一研究领域产生一些直接影响:它能鼓励更多的研究人员在成年海马体中寻找新生的神经元,还能推动研究人员研发出更好的标记分子来跟踪生物体中神经元的形成。而研究结论引发的争论,必进一步推动科研人员对这一问题的研究和思考。