神经科学家长期以来一直在争论成人大脑是否能产生新的神经细胞(即神经元)。这一过程在发育期至关重要,而20世纪60年代对啮齿动物的研究曾暗示,成熟大脑也可能经历神经发生。此后的证据表明,包括啮齿动物和非人灵长类动物在内的某些动物确实存在成年神经发生,但人类是否如此始终是争议的焦点。
如今,一项对38个人类大脑的新分析支持了这样一个观点:成年人确实能产生新的神经元,并且补充这些细胞可能有助于维持某些认知功能。2月25日发表在《自然》期刊上的一项研究中,80岁及以上、记忆力超群的“超级老人”——其海马体(一个对记忆至关重要的脑区)中的新生神经元数量是同龄普通记忆力老人的两倍,是阿尔茨海默病患者的2.5倍。
“这表明衰老的大脑具有再生能力——这意义重大,”研究合著者、西北大学范伯格医学院的临床神经心理学家Tamar Gefen对CNN的Sandee LaMotte说。
超级老人可以像比他们年轻几十岁的50多岁人群一样轻松回忆起日常事件和过去的亲身经历,但智商水平与同龄人相当。在这项研究中,研究人员检查了来自这一特殊群体的捐赠大脑,以及其他四类人的大脑:无认知问题的老年人、轻度或早期痴呆的老年人、患有阿尔茨海默病的老年人,以及20至40岁记忆完好的年轻人。
年轻人的大脑帮助Gefen和她的同事找到了几种未成熟神经元的遗传标记,这些标记随后在所有老年人的大脑中被识别出来。然而,超级老人海马体中的这些未成熟细胞数量远高于其他老年人——甚至超过了一些年轻人。
此外,研究人员发现,称为CA1神经元的神经细胞和称为星形胶质细胞的支持细胞在超级老人的卓越认知中发挥着重要作用。CA1神经元有助于形成、巩固和检索记忆,而星形胶质细胞则帮助神经元建立相互连接——使它们能够相互交流——并且似乎能稳定记忆。
“这项研究揭示的观点是,超级老人总体上非常独特,”研究合著者、西北大学范伯格医学院的神经科学家Changiz Geula在一份声明中说。“在这些细胞中,支持脑细胞存活和沟通的遗传程序在超级老人中保持开启,但在阿尔茨海默病中则被关闭。”
尽管如此,一些专家仍持保留态度。匹兹堡大学的神经科学家Shawn Sorrells并未参与此项研究,他表示,这项新研究及其他指向成人神经发生的人类研究都是基于间接证据。“我们实际上并没有看到一个细胞物理变化成下一个细胞,”他对《国家地理》杂志的Avery Hurt说。
此外,每个分析组包括十名或更少的个体,这是一个主要局限性,哥伦比亚大学的神经科学家和精神病学家Maura Boldrini Dupont对《自然》杂志的Mariana Lenharo说。
尽管这项新研究尚未解决关于成人神经发生的争论,但它推动了我们对人类大脑的理解。下一步将是研究成人大脑新生神经元的作用,尽管这需要新的研究技术,研究合著者、伊利诺伊大学芝加哥分校的神经科学家Orly Lazarov告诉《自然》杂志。“我们需要对这些细胞进行功能验证,以确定它们在人脑中究竟在做什么。”
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