关于人类大脑是否在成年后继续生成新神经元的争论,已经持续了近六十年。尽管早期动物实验显示包括啮齿类动物在内的多种成年动物大脑能够产生新神经元,但在人类中的相关证据一直缺乏确定性,这使得科学界对此问题持有不同看法。近期,瑞典卡罗琳斯卡学院的科学家团队通过一项创新的多技术整合研究,终于揭开了这一谜团。他们不仅证实了成年人大脑中存在新生成的神经元,而且首次明确鉴定出作为神经元“祖先”的神经前体细胞。该研究成果发表于国际顶尖期刊《科学》杂志,引发了脑科学界的广泛关注和高度评价。大脑神经元的生成,被称为神经发生(Neurogenesis),在人类胚胎发展期非常旺盛,直到出生时大脑约有1000亿个神经元。
然而,随着年龄的增长,这个数字逐渐减少。数十年前,科学家在动物体内观察到终生存在的神经元更新现象,特别是在海马体这一重要的记忆和情感处理中心。尽管如此,成人海马体中是否存在真实意义上的神经细胞再生,仍存在质疑。之前的研究发现一些所谓的“未成熟神经元”,但这些细胞是否为新生,或者是生来就带有、缓慢成熟的细胞,始终无法明确。卡罗琳斯卡学院团队采用了一种结合单细胞RNA测序和免疫标记等多种现代技术的全新方法,能够识别出超过十万个细胞中的分子指纹,精准区分不同发展阶段的神经细胞。这些“分子指纹”涵盖了多个基因标记,当这些标记在一个细胞内以特定组合出现时,表明该细胞正处于神经发生的活跃状态。
团队对六名幼儿大脑样本进行深入研究,首次详细描绘出神经前体细胞和未成熟神经元的准确特征。更令人振奋的是,在十三岁到七十八岁的十九具死后大脑中,除了极少数个案,普遍发现了活跃的神经发生迹象,这意味着新神经元的生成贯穿人生大部分时期。值得注意的是,在两名样本中,神经前体细胞的数量显著高于其他人群,其中一人患有癫痫。这一现象与小鼠模型中癫痫与神经发生异常增加的相关研究相呼应,但在人类中的具体联系还需要进一步探明。此次研究提供了强有力的科学证据,证明了成人大脑不再是“静止”的神经网,而是具备活跃的细胞生成机制。海马体的持续神经发生,不仅对记忆和学习的塑造至关重要,也可能在情绪调节、认知功能保持甚至应对神经损伤方面发挥关键作用。
此外,科学家推测其他脑区,如处理嗅觉的嗅球,或许也存在类似的神经发生活动,尽管在人类中尚未获得确凿证据。探索这些区域的潜在神经更新能力,将是未来研究的重要方向。神经发生功能的发现,也为理解多种神经疾病打开心扉。比如,阿尔茨海默病患者常表现出海马体功能的下降,而某些忧郁症患者的神经发生水平被证明异常低下。揭示神经发生的机制,或能带来治疗这些疾病的新策略。如何通过调节神经发生促进脑功能的恢复和再生,成为科学家们研究的重要课题。
脑神经再生研究不仅有望推动基础科学的进展,也可能引领临床应用的创新,甚至帮助老龄化社会应对认知衰退问题。这一切都建立在成人大脑确实具备生成新神经元这一事实的基础之上。如今,随着技术手段的持续突破和研究的深入,神经科学界已经将焦点从“有没有”转向“如何影响”和“如何利用”上。专家认为这标志着神经元生成研究进入了一个崭新的阶段。作为一项跨学科合作成果,卡罗琳斯卡学院的研究不仅推动了脑科学知识体系的更新,也让人们对大脑的可塑性和再生能力充满了希望。未来,科学家们将更深入地解析神经前体细胞的生物学特性、调节机制以及外部环境如何影响神经发生过程。
此外,探索神经再生与学习、记忆、情绪调节等高级脑功能的关联,对医学、心理学和认知科学都会带来深远影响。总的来说,此项重大发现不仅解开了长期以来的科学争议,更为神经科学和医学领域注入了新的动力。随着研究的持续推进,我们期待看到更加多样的神经再生机制被揭示,为人类健康和福祉创造更多可能。