六十多年来，神经科学家们一直在思考一个关于人类大脑的基本问题：成年人是否会继续生成新的神经元，还是我们生来就拥有了所有将有的脑细胞？这个问题比表面上看起来要难回答得多。
现在，瑞典卡罗林斯卡研究所（Karolinska Institutet）的研究人员表示，他们找到了迄今为止最明确的答案。他们报告称，在从婴儿到78岁不等的人类大脑中发现了分裂的神经祖细胞——这些细胞本质上是新神经元的前体。
研究的共同主要作者玛塔·帕特里尼（Marta Paterlini）告诉《大众科学》（PopSci）：“我们在成年人大脑中确认了活跃的神经发生。”
这项研究提供了迄今为止最直接的证据，证明神经发生（生成新神经元的过程）在成人海马体中持续进行，而海马体是与记忆、学习和情绪相关的大脑区域。
神经发生争论中的缺失环节
这项研究解决了长期以来让该领域分裂的一个重大空白。早期的研究暗示，新神经元可能在成年人中形成，但没有明确找到实际产生它们的细胞（即神经祖细胞），因此许多科学家仍持怀疑态度。
未参与该研究的神经生物学家格尔德·肯佩尔曼（Gerd Kempermann）告诉《科学美国人》（Scientific American）：“现在我们有非常强有力的证据表明，整个过程在人类中都存在，从祖细胞到未成熟的神经元。”
为了找到这些难以捉摸的细胞，卡罗林斯卡团队分析了来自25名捐赠者的脑组织样本，他们的年龄范围从新生儿到晚年。为了确定海马体一个亚区——齿状回中的细胞活动，研究人员使用了一系列尖端技术，包括单核RNA测序、流式细胞术以及两种基因定位方法（RNAscope和Xenium）。
研究团队还使用机器学习算法筛选了超过10万个细胞的遗传特征。最终，他们识别出354个处于不同发育阶段的细胞，其中数十个是在完全成年的个体中发现的。
会生长的大脑
这项研究的独特之处不仅在于发现了年轻的神经元，还在于发现了生成它们的细胞。
“我们现在能够识别这些起源细胞，这证实了成人脑的海马体中正在进行神经元的形成，”高级作者、卡罗林斯卡研究所干细胞生物学家约纳斯·弗里森（Jonas Frisén）说道。
一些成年人拥有许多这种祖细胞，而其他人则很少或完全没有。有趣的是，年龄或已知疾病与这些细胞的存在之间并没有明显的联系。一名58岁的捐赠者拥有最多的年轻神经元，且没有任何记录的脑部疾病。
尽管动物研究表明成年神经发生在啮齿动物、猪、猴子和鸟类中早已得到证实，但它在人类中的存在一直是一个备受争议的问题。人类大脑的巨大复杂性使一些专家认为，添加新神经元可能会破坏而非增强大脑功能。
这也是为什么确认这些细胞的存在如此困难的部分原因。人类脑组织极难研究，通常只能在死亡后或手术期间获得。而标准成像技术无法深入到足够程度以观察正在分裂的细胞。
通过结合先进的测序和成像技术与人工智能，这项研究帮助克服了这一挑战，使研究人员能够从稀少而珍贵的脑样本中得出高可信度的结论。
关于神经元的不确定性
然而，并非所有专家都被说服。匹兹堡大学的神经科学家肖恩·索伦斯（Shawn Sorrells）最初听到这项研究时感到兴奋，但现在他质疑研究人员是否真的找到了神经干细胞，或者可能是误认了其他类型的细胞。
索伦斯告诉《大众科学》：“最有可能的结论是，他们在寻找的细胞在大多数人中是稀少或不存在的。”“另一种可能性是，他们声称是成年神经干细胞的细胞与这些个体的疾病过程或其他细胞类型有关。”
他指出，胶质细胞（大脑中的支持细胞）在成年时确实会分裂，可能会被误认为是产生神经元的细胞。加州大学旧金山分校的梅赛德斯·帕雷德斯（Mercedes Paredes）等人称这项研究是一个“良好的起点”，但表示需要更多工作来验证这些发现并理解这些细胞的作用。
即使是研究的作者也承认，这些细胞似乎很稀少。在他们的样本中，不到一半的成年大脑显示出神经发生的迹象。然而，某些样本中缺乏发育中的脑细胞可能是由于人死亡后脑组织样本保存方式的问题。脑组织必须在死亡后几小时内保存，而用于保存组织的特定化学物质或标记新生细胞的蛋白质可能会被破坏。
对老化大脑的影响
如果成年神经发生是真实存在且有益的，它可能会为治疗神经退行性和精神疾病开辟新途径。在动物研究中，减少的神经发生与阿尔茨海默病和抑郁症等疾病有关。2019年发表在《自然医学》上的一项研究得出了类似的结论，发现成年海马体神经发生是“丰富的”。
一些研究作者希望他们的发现有一天可以应用于再生医学，可能有助于大脑在创伤或疾病后的自我修复。
弗里森表示：“我们的研究也可能对开发刺激神经发生以治疗神经退行性和精神疾病的再生疗法具有重要意义。”
帕特里尼说：“实验室正在研究再生医学。所以我们会继续在这方面努力。”
现在科学家已经找到了能够在成年人大脑中形成新神经元的细胞，下一个挑战是理解是什么触发了它们的生长——或者为什么在如此多的其他人中它们不存在。这是一个远远超出记忆和学习的问题。它关乎我们是谁，以及我们如何随着时间的推移而变化。
正如肯佩尔曼所说：
“我们现在可以专注于一个问题：这些细胞如何在人类中贡献于大脑功能？”
研究结果发表在《科学》杂志上。
(全文结束)
