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科学互驳:大脑细胞活到老,长到老?

来源:2018-04-12

  科学家发现,人脑中与学习、记忆和情感相关的区域在成年后依然会持续产生新的神经元。这与过去的理论恰恰相反,即青春期之后大脑停止产生新的神经元。这项发现有助于我们开发治疗神经系统疾病的新方法,比如痴呆症。 

  婴儿大脑的海马体中会产生很多新的神经元,然而关于成年人的海马体是否也如此却一直是个热点争议,即使成年后也会生成神经元,那么是否也像在小鼠和非人类灵长类动物身上观察的那样,产生速度会随着年龄增加而减缓。 

  尽管一些研究在老年人的海马中发现了新的神经元,但是今年三月份发表在《Nature》的一项研究却推翻了这个观点。该研究声称,在青少年后期,海马体中的新神经元就已经降到了无法检测到的地步。 

  现在,另一个科学家团队发表的一项研究对此观点进行了驳斥。这项新研究发现,成年人大脑中的海马体会一直产生新的神经元,而且不会随着年龄增长而减少。这项发现能够帮助我们找到方法治疗多种神经系统疾病,比如阿尔兹海默症等精神类疾病。该研究5日发表在《Cell Stem Cell》上。 

  美国哥伦比亚大学的Maura Boldrini博士是这篇文章的第一作者。她说:“令人兴奋的是,神经元在一生中都会产生。看起来人类确实与小鼠不同,后者的神经元产生速率会随着年龄增长而快速下降。或许人类需要这些新的神经元来实现复杂的学习能力和对情绪的认知行为反应。” 

  Boldrini和同事们研究了28名年龄介于1479岁之间的男性和女性的海马体。这些大脑样本是在他们死亡后数小时收集而来的。Boldrini指出,重要的是,这些样本的主人生前都是健康的,这与过去的许多研究不同。 

  研究团队利用多种技术对齿状回在不同年龄阶段时形成新血管的程度以及细胞的数量进行了检测。齿状回是海马体中的一个区域,新的神经元就在这里产生。 

  Boldrini说:“根据小鼠研究,这些多能干细胞通常不做什么,它们是静止的,然后可以进行分裂。另外一些研究表明,在我们出生时,就拥有了有限数量的这种‘母细胞’。这些‘母细胞’的‘子细胞’以指数分裂的方式,使更多细胞分化成神经元的细胞。” 

  该团队发现,在齿状回的前部和中部区域,这些‘母细胞’的数量会随着年龄增长而减少。然而,这些母细胞产生的细胞数量却没有减少。因为该团队发现,无论这些死者处于什么年龄,他们的齿状回中都存在成千上万新的、未成熟的神经元。 

  图像来源:《Cell Stem Cell 

  Boldrini说:“即使‘母细胞’的数量减少了,我们仍然可以生成足够的神经元。”然而,齿状回前部中的能够产生与神经可塑性相关物质的细胞数量减少了。神经可塑性指的是大脑内部重新“连接”的能力。 

  Boldrini解释道:“虽然我们还能产生新神经元,但是它们的可塑性降低了,或许建立的连接也减少了。” 

  研究人员指出,可塑性的降低可以解释为什么健康的人在年老之后也会在情感上变得更加脆弱,但是包括神经元在内的新细胞能够帮助对抗认知和情感衰退。 

 

  图像来源:《Cell Stem Cell 

  Boldrini说,现在重要的是,我们需要弄清楚阿尔兹海默症患者和其他具有情绪问题的患者的大脑中发生了什么,因为如果这些人的海马体中的新细胞形成存在差异,这或许能够帮助科学家们找到新的治疗目标。 

  加州大学旧金山分校的Mercedes Paredes博士是另一篇于上个月发表的论文的作者,她认为成年人不会再产生新的神经元,她没有被该研究说服。她说:“目前,我不认为这项新研究能够挑战我们最近的观察结果,如果成年人大脑海马体中仍然存在神经形成,那也是极端罕见的现象。我们曾经采取了额外的步骤对这些可疑的细胞进行了广泛分析,结果表明它们并不是新的神经元。” 

  但是卡迪夫大学的Niels Haan博士说,他相信成年人大脑中会产生新的神经元,尽管这些新神经元的功能仍然不明确。他说:“我们从动物模型的研究中得知,各种学习和记忆过程都需要成年后生成的神经元,有些证据表明,人类精神疾病患者大脑中的神经生成出现了紊乱。该研究对于潜在的治疗方法很有意义。” 

    

  (来源:中国生物技术网) 

  原始出处:1. Sorrells SF, Paredes MF, Cebrian-Silla A, Sandoval K, Qi D, Kelley KW, James D, Mayer S, Chang J, Auguste KI, Chang EF, Gutierrez AJ, Kriegstein AR, Mathern GW, Oldham MC, Huang EJ, Garcia-Verdugo JM, Yang Z, Alvarez-Buylla A. Human hippocampal neurogenesis drops sharply in children to undetectable levels in adults. Nature. 2018 Mar 15;555(7696):377-381. doi: 10.1038/nature25975. Epub 2018 Mar 7. 

  链接:https://www.nature.com/articles/nature25975 

  2. Boldrini M, Fulmore CA, Tartt AN, Simeon LR, Pavlova I, Poposka V, Rosoklija GB, Stankov A, Arango V, Dwork AJ, Hen R, Mann JJ. Human Hippocampal Neurogenesis Persists throughout Aging. Cell Stem Cell. 2018 Apr 5;22(4):589-599.e5. doi: 10.1016/j.stem.2018.03.015. 

  链接:http://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(18)30121-8