挑战长期存在的认知假设,最新研究表明人类大脑神经元生成可持续至老年阶段。瑞典卡罗林斯卡学院(Karolinska Institutet)在乔纳斯·弗里斯恩(Jonas Frisén)领导下开展的研究,首次提供直接证据证明78岁高龄者的脑记忆中枢——海马体中仍持续发育新神经元。
布莱恩·史密斯强调了此项研究的重要性,指出这关乎神经科学领域的核心争议:神经发生(neurogenesis,即新神经元生成)究竟在童年结束后终止,还是终生持续。
海马体:大脑记忆中枢
海马体作为大脑"记忆中枢",主导记忆形成、学习能力与情绪调节。动物实验已证实该脑区终生持续产生新神经元,但人类研究长期未能取得突破性证据。
2013年,弗里斯恩团队通过DNA碳-14测年技术,首次证实成人海马体存在新生神经元,引发神经科学领域范式变革。然而学界质疑声不断,因先前研究仅发现神经祖细胞(神经发生的前体细胞),而未锁定决定性祖细胞。本研究首次聚焦人类成人脑内决定性祖细胞的识别。
从出生至老年阶段的神经发生图谱
研究团队分析了覆盖出生至78岁全年龄段的人类脑组织样本,这些珍贵样本源自多国生物样本库。通过单核RNA测序技术(分析单个细胞核基因活性)结合流式细胞术与机器学习,研究人员完整追踪了从干细胞到未成熟神经元的全部发育阶段。
针对儿童脑组织的细致分析确认了各阶段神经祖细胞的存在。核心突破在于:在成人脑组织中成功验证决定性祖细胞的活性分裂状态,并通过细胞增殖标志物Ki67抗体检测予以确证。
齿状回:新神经元的精确坐标
借助RNAscope与Xenium基因定位技术,研究团队精确定位到新生神经元存在于海马体的齿状回(dentate gyrus)亚区域。该区域对新记忆形成、空间学习及环境适应至关重要,其神经祖细胞的精确绘图为未来治疗研究提供了关键靶点。
人类与动物模型的异同
研究证实人类神经祖细胞与动物模型(小鼠、猪、猴)存在相似性,但基因表达的关键差异或可解释部分人群神经发生能力受限现象。成人样本显示显著个体差异:部分个体拥有丰富祖细胞,部分则近乎缺失。这引发新思考:生活方式、遗传或环境因素是否影响大脑生成神经元的能力?
弗里斯恩指出:"这些发现为理解人脑终身演化机制拼上关键拼图。"
脑健康与修复的新可能
该研究为阿尔茨海默病、抑郁症等疾病提供新视角——这些疾病涉及海马体功能障碍,而神经发生或可成为修复关键。弗里斯恩表示:"我们的研究有望推动再生疗法发展,通过刺激神经发生治疗神经退行性及精神障碍疾病。"
尽管临床应用尚需时日,但研究证实:人脑远非静态结构,其可塑性与自我更新能力超乎想象,老年阶段仍具备神经修复潜力。研究建议,学习、社交及体育锻炼等认知刺激活动能有效促进新神经元生长。
本研究已发表于《科学》(Science)期刊,证实成人脑组织持续具备神经发生能力,彻底改写"大脑发育止于童年"的传统认知。人类大脑实为充满动态变化的生命系统,终身保持革新可能。
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