顛覆認知！Nature：成年後，大腦海馬體新神經元就「停產了」！

圖片來源：Nature（DOI:10.1038/nature25975）

這項新成果一經發表就引發了激烈的討論，因為在過去的20年里，一些研究讓科學家們認為，儘管人類和動物海馬體（參與學習和記憶的大腦區域）中神經元的產生會隨著年齡的增長而減少，但即便在最老的個體中，也會存在一些新生的神經細胞。

根據Science雜誌的回顧，1988年，科學家們獲得了關於成年人中存在神經發生（neurogenesis）的首個證據。這一研究中的癌症患者在活著的時候接受了bromodeoxyuridine注射。這種化學物質會標記新分裂的細胞。而研究證實，在這些已故患者的大腦組織中，bromodeoxyuridine出現在了少量的海馬體神經元中。

之後，Karolinska 研究所Jonas Frisén實驗室在2013年發表了一項支持上述結論的新成果。研究稱，從細胞年齡上來看，人類每天會在齒狀回（海馬體的一部分）中替換700個神經元。

從上世紀80年代就開始研究大腦再生新細胞能力的Arturo Alvarez-Buylla博士（圖片來源：UCSF）

不過，對Frisén等人的這項發現，加州大學舊金山分校的Arturo Alvarez-Buylla一直持懷疑態度。幾年前，他的團隊調查了一個保存完好的成人大腦樣本，結果在除海馬體之外的多個大腦區域中發現了一些年輕的神經元。基於此，他們決定開展更大規模的分析，以進一步驗證這一發現。

關鍵發現

在這項最新發表的研究中，團隊分析了來自59名捐贈者（從胎兒到六七十歲的人）的大腦海馬體組織。他們利用熒光抗體來標記不同成熟度細胞上的特定蛋白；同時，也藉助電子顯微鏡來尋找年輕神經元典型的、細長簡單的形狀。

結果發現，人類在生命早期時擁有大量的神經幹細胞和祖細胞——出生時，平均每平方毫米的腦組織中有1618個年輕的神經元。然而，1-7歲之間，新神經元的生成減少了23倍；成年後，年輕神經細胞的供給完全消失了。研究人員依然能觀察到一些未成熟神經細胞的「最老樣本」來自一個13歲的捐贈者。

需要強調的是，該研究包含了對22名癲癇患者海馬體的分析。這些患者的大腦部分被切除，並立即被處理用於分析。在這些病例中，研究人員在11歲以上的人群中沒有發現任何年輕的海馬體神經元。

Young neurons (green) are shown in the human hippocampus at the ages of (from left) birth, 13 years old and 35 years old. Images by Arturo Alvarez-Buylla lab

Alvarez-Buylla等得出的結論是：只有在胎兒和兒童中才有年輕的神經元。新生的海馬體神經元數量在出生後開始減少，成年後下降至接近零。

質疑聲

有趣的是，Frisén也對Alvarez-Buylla的這項新成果提出了質疑。他認為，該研究使用的抗體標誌物並不可靠，因為背景熒光會影響研究結果，並且有其他使用相同技術的團隊已經觀察到了成人的神經發生。

而神經科學家Gerd Kempermann也表示，是否這些標記分子能夠可靠地標記出年輕神經元，很大程度上依賴於樣本組織的質量。沒有看到新的神經元，並不意味著它們就不在那裡。「從另一方面來說，用於保存和穩定組織樣本的化學物質可能會進一步阻止標記分子與它們的目標細胞結合。在這樣的條件下，讓這些標誌物發揮作用是很難的。」阿姆斯特丹大學的Paul Lucassen補充道。

此外，一些神經科學家還警告稱，那些捐贈者的身體和精神狀態也很重要。他們有多少鍛煉？是卧床不起嗎？是否因疾病而沮喪？這些問題都是相關的，因為運動、壓力和疾病等因素會影響新生海馬體神經元的數量。

Nerve cells (red) in the hippocampus.Credit: Thomas Deerinck, NCMIR/SPL

擔憂聲

除了質疑聲，該成果也帶來了很大的擔憂。奧地利帕拉塞爾蘇斯醫科大學的Ludwig Aigner說：「如果得以證實，這一發現不僅對該領域的科學家是一個『巨大的打擊』，對患有某些腦部疾病的人來說也是如此。因為，研究人員一直寄希望於，利用大腦產生新神經元的能力，來治療阿爾茨海默症和帕金森病等神經退行性疾病。」

不過，倫敦國王學院的Sandrine Thuret表示，從好的方面來講，這項研究可能會對該領域產生一些直接的積極影響，如，鼓勵其他研究者去尋找成年海馬體中的年輕神經元，或者促使研究人員開發出更好的標記分子來追蹤活體中神經元的形成等。

參考資料：

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