神经元,俗称脑细胞,是大脑进行信息处理和存储的核心单元。长期以来,科学界普遍认为人类在出生后,脑内的神经元数量基本固定,成年后不再生长新的脑细胞。这一观点支配了近一个世纪的神经科学研究和教育理念。然而,近年来随着研究技术的进步以及动物实验的突破,人们对成年人大脑神经元生成能力的看法正发生着深刻变化。神经发生(Neurogenesis)是指新神经元从神经干细胞分化而来的过程。在胎儿发育时期,这一过程极为旺盛,神经元数量剧增,为大脑的结构奠定了基础。
到了成年,传统观点认为神经发生停止,脑细胞不会再新生。然而,科学研究表明,至少在动物模型中,某些大脑区域仍能产生新的神经元。实验鼠、鸟类和其他哺乳动物的研究发现,成年大脑的海马体和脑室下区这两个区域持续进行神经元再生。海马体是记忆形成和学习过程中极为关键的脑区。研究显示,适度运动、丰富的环境刺激甚至一些饮食干预都能显著促进这些区域神经发生的活跃度。与此同时,阿尔茨海默病等神经退行性疾病在动物实验中被发现抑制或损害神经发生。
这些发现引发了科学家们对成年人能否长出新脑细胞的强烈兴趣,并希望揭示潜在的疾病治疗策略。但问题的复杂性在于,将这些实验室动物的结果直接套用到人体并非易事。人类大脑的结构复杂且不易直接观测,许多研究方法,如注入追踪分子,因安全性和伦理原因难以在人类身上应用。部分科学家采用曲线救国的思路,通过间接方法寻求证据。1998年有研究通过癌症患者脑部追踪标记发现,年龄在五十到七十岁的患者海马区存在新生成神经元的迹象,暗示神经发生可能持续成年期。2013年一种创新的碳-14放射性同位素年代法被引入研究,将核试验引起的大气碳-14峰值作为时间标记,从而间接判断大脑细胞的“年龄”。
这一方法在某种程度上证实了成年人海马区的新神经元生成,但其复杂性和特殊性使得其他研究尚未成功重复该结果。除了这些硬核技术外,科学家还通过检测特定蛋白质和分子标记物试图识别新生神经元的存在,这些标记在新生神经元中特异性较高。不同研究组得出的结论不尽相同,有的认为有充分证据支持成人神经发生,有的则认为这些标记可能误导人们,或者混淆了神经元与其他细胞如胶质细胞的区分。加州大学旧金山分校的阿尔瓦雷斯-巴伊拉教授对成人神经生成持极为谨慎的态度。他指出,大多数表面看似新生神经元的信号很可能来自其他类型的脑细胞,或是研究方法上的误判。即使有成人新神经元生成,其数量也极少,不足以支撑大脑整体功能的显著变化。
但他同时未完全排除成年神经发生的可能性,也认为人类借鉴动物大脑更新机制,有望开发出神经修复的新疗法。另一方面,德国德累斯顿再生疗法中心的肯珀曼教授更倾向于相信成人可以生长新神经元,并认为现有肯定成人神经发生的报告数量和质量均超过反对者。他强调了解成年人神经发生对于揭示大脑可塑性、记忆重塑及脑损伤修复的重大意义。神经可塑性是指大脑改造自身结构和功能的能力,新生神经元有望使大脑在成年后依然具备适应环境、学习新知识和恢复受损功能的潜力。若科学界最终确认成人神经发生的存在,人类将有可能通过外部干预如运动、认知训练、营养改善或药物促进这一过程,从而为治疗脑部疾病如中风、创伤性脑损伤和神经退行性疾病提供全新方向。目前研究尚处于争议和探索阶段,科学家们呼吁新技术的发展,如更安全的非侵入性成像、精准的分子探针,以期更直接、有效地观察活体人脑的神经发生过程。
人脑记忆的形成、维护和消退机制,神经网络的更新和重组模式都可能因此获得更深刻的理解。可以说,神经发生这一生物现象的存在与否,既是基础神经科学的重要科学难题,也是未来医学应用的关键突破口。随着全球相关研究的不断推进,心怀期待的公众或许不久将得知,成年人在认知和脑功能更新方面远比我们以往想象的更具潜力。无论结果如何,科学探索本身已经在推动我们重新认识大脑的能力和可能性,为健康长寿和脑部疾病治疗带来新的希望之光。