我们的大脑似乎能够在成年后继续生成新的神经元,而新研究发现,超级老人大脑中正在发育的脑细胞数量远多于同龄健康老人。这项研究分析了38个捐赠的成年人脑。
根据研究,超级老人(随着年龄增长仍能保持非凡记忆力的人)拥有的未成熟神经元数量大约是同龄普通老人的两倍。此外,与正常基线相比,患有阿尔茨海默病的人神经发生显著减少。
伊利诺伊大学芝加哥分校的神经科学家奥利·拉扎罗夫表示:“这是理解人脑如何处理认知、形成记忆和衰老的一大进步。确定为什么一些大脑比另一些更健康地衰老,可以帮助研究人员为健康衰老、认知韧性以及预防阿尔茨海默病和相关痴呆症开发疗法。”
关于成年人类是否在海马体(大脑的记忆中心)继续生成新神经元一直存在争议。科学家曾认为人出生时的大脑将伴随终生。随后,1998年一篇里程碑式的论文挑战了这一假设,报告了成年人可能仍会生产新神经元的证据。后续研究支持了这一发现,但2018年又出现了一项大胆的主张:神经发生在青春期基本停止。这个话题自那时起一直备受关注。
然而,其他近期研究表明,神经发生(或缺乏神经发生)可能在阿尔茨海默病中发挥作用。
由伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员领导的团队着手检查各种死后海马体组织样本,看看能否识别出神经发生的标记,以及不同群体之间是否有显著差异。
脑样本来自五个群体:8名健康年轻人(20至40岁);8名健康老年人(60至93岁);6名超级老人(86至100岁);6名患有临床前阿尔茨海默病理的人(80至94岁);以及10名被诊断为阿尔茨海默病的人(70至93岁)。
首先分析年轻健康成年人的脑组织,以建立成年大脑中的神经发生通路。然后,他们分析了从海马体分离出的355,997个单个细胞核,寻找细胞发育的三个不同阶段:可以发育成神经元的干细胞;正在分化过程中的神经母细胞;以及即将具备功能的未成熟神经元。
结果令人瞩目。拉扎罗夫说:“超级老人的神经发生是其他健康老年人的两倍。他们大脑中的某种东西使他们能够保持卓越的记忆力。我相信海马体神经发生就是秘密成分,数据支持这一点。”
这本身就是一个有趣的结果,但来自临床前阿尔茨海默病理和确诊阿尔茨海默病患者的数据才是这项研究的真正精髓。在临床前组中,微妙的分子变化暗示支持新神经元生长的系统开始出现故障。在阿尔茨海默病组中,未成熟神经元明显减少。
对细胞核的基因分析还显示,超级老人的神经细胞与更强的突触连接、更大的可塑性和脑源性神经营养因子(一种对神经元生存、生长和维护至关重要的蛋白质)相关的基因活性增强。综合来看,这三件事可以被解读为韧性。
美国西北大学的神经精神病学家塔玛尔·格芬说:“我们一直说超级老人表明衰老的大脑可以保持生物活性、适应性和灵活性,但我们不知道原因。这是他们大脑更具可塑性的生物学证据,也是一项真正的发现,表明海马体中年轻神经元的神经发生可能是一个促成因素。”
研究团队表示,进一步的研究可能有助于确定增强神经发生和韧性的治疗途径,以及可能影响大脑衰老的环境和生活方式因素。
该研究的第一作者、伊利诺伊大学芝加哥分校的细胞生物学家艾哈迈德·迪苏基说:“对公众来说令人兴奋的是,这项研究表明衰老的大脑并非固定不变或注定衰退。理解一些人如何自然维持神经发生,为制定能帮助更多成年人在衰老过程中保持记忆和认知健康的策略打开了大门。”
该研究发表在《自然》杂志上。
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