百年辩论迎来大结局?《科学》:成年后神经元可再生,再添关键证据

2025年07月08日18:00:31 科学 8905

成年人大脑中能否产生新生神经元?对于这一问题,神经科学家已经争论了上百年。早在上世纪之初,被誉为“现代神经科学之父”的神经组织学家santiago ramón y cajal认为,成年人的大脑细胞是固定、终末化且不可改变的。在很长一段时间里,神经科学家都认为在儿童时期过后,人类的神经元就已经全部成熟。


但从上世纪90年代开始,逐渐有研究对这一假说发起挑战:比如有研究在成年啮齿类动物海马体中观察到新生神经元;或在成年灵长类动物和已故癌症患者大脑中发现了具有活跃分裂特征的细胞。2013年,瑞典卡罗林斯卡学院的jonas frisén团队公布了一项突破性的发现,研究团队借助一种全新检测技术评估了神经元的年龄,结果显示成年人海马体中仍有神经元生成


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图片来源:123rf


但此前还没有证据表明,用于生成新生神经元的神经祖细胞能够持续分裂,这也让一些研究者仍持有怀疑态度——他们认为“新神经元”可能是在儿童时期生成但缓慢成熟的细胞。


最近,frisén团队在《科学》杂志发表了一项里程碑式研究。他们首次在成年人海马体中确认了神经祖细胞的存在,并且发现这些细胞能够实现增殖。这一发现不仅进一步证明了“成年人神经可以再生”的结论,也改写了我们对大脑可塑性的理解。


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根据论文,神经发生是一个多阶段的过程:神经干细胞首先分化为中间神经祖细胞(inps),然后成为神经母细胞(neuroblasts),最终成熟为功能性神经元。研究团队首先分析了0-5岁儿童的脑组织样本,成功识别出包含上述细胞类型的完整神经发生轨迹。


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▲儿童大脑中的神经元成熟轨迹(图片来源:参考资料[2])


由于成年人类海马体中的神经祖细胞极为稀少,过往的技术难以捕捉到这些细胞。为了解决这一问题,研究团队借助流式细胞分选技术进一步提升了检测灵敏度,富集了大量表达增殖标记的细胞;随后,他们研发了一套机器学习算法,用儿童样本中确定的神经祖细胞特征来识别成年样本中的类似细胞。


研究团队共分析了从青少年到70多岁老年人的一共约30万个海马体细胞,并构建了单个细胞的基因表达图谱。他们发现,成年人海马体中不仅存在神经祖细胞,并且还具备独特的神经发生特征。


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与啮齿类动物相比,人类成年后的神经发生速度显著更低。成年人海马体每天仅新增约700个神经元,不到该区域神经元总量的0.03%。并且,成年人的神经发生具有明显的个体差异——有些个体的样本完全检测不到神经祖细胞,有些个体却显示出异常高水平的神经发生,比如癫痫患者的神经发生就格外活跃。


此外,尽管人类神经祖细胞与小鼠共享核心基因网络,但特异性高表达ezh2glra2等基因,这也暗示着人类神经发生遵循了独特的调控逻辑。


自数年前在成年人海马体中发现未成熟的神经元,到这一次揭示神经祖细胞的存在,越来越详实的证据表明成年人可以继续产生新的神经元。有学者认为综合当下所有的发现,这场持续百年的辩论已经画上了句号。接下来,成年人海马体中的神经发生差异是否与阿尔茨海默病等认知衰退疾病有关,这一问题或许会成为全新的探索方向,这也将给相关疾病治疗带来全新思路。


参考资料:

[1] genetic evidence that our brains make new neurons in adulthood may close a century-old debate. retrieved july 7, 2025 from https://www.science.org/content/article/genetic-evidence-our-brains-make-new-neurons-adulthood-may-close-century-old-debate

[2] identification of proliferating neural progenitors in the adult human hippocampus. science (2025). doi: 10.1126/science.adu9575


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