瑞典的研究人员最近发现,人类大脑在老年阶段仍能在记忆区域——即被称为海马体的区域——持续生成新的细胞。
研究团队使用先进的工具来分析来自不同年龄人群的大脑样本,识别出最终会成为神经元的早期阶段细胞。这些发现证实了我们的大脑比以前认为的更具适应性,为开发治疗记忆丧失和脑部相关疾病的新方法打开了大门。
这项研究发表在权威期刊《科学》(Science)上,提供了令人信服的新证据,表明大脑记忆中心——海马体中的神经元会在成年后期持续形成。
研究由瑞典卡罗林斯卡研究所(Karolinska Institutet)的科学家完成。
海马体是一个对学习和记忆至关重要,并参与情绪调节的大脑区域。
早在2013年,卡罗林斯卡研究所的Jonas Frisen研究小组在一项备受关注的研究中表明,人类成年人的海马体中可以形成新的神经元。当时,研究人员通过测量脑组织DNA中的碳-14水平,确定了细胞形成的时间。
识别神经元的起源细胞
然而,新神经元的形成(称为神经发生)的程度和意义仍然存在争议。此前,尚无明确证据表明在成年人类中存在并分裂的神经祖细胞(即新神经元的前体细胞)。
“我们现在能够识别出这些神经元的起源细胞,这证实了成年人的大脑海马体中确实存在持续的神经元形成。”这项研究的负责人、卡罗林斯卡研究所细胞与分子生物学系的干细胞研究教授Jonas Frisen表示。
从0岁到78岁的人群
在这项新研究中,研究人员结合多种先进方法,分析了来自多个国际生物样本库中年龄从0岁到78岁人群的大脑组织。
他们使用了一种称为单核RNA测序(single-nucleus RNA sequencing)的方法,分析单个细胞核中的基因活性,并使用流式细胞术(flow cytometry)研究细胞特性。
通过结合机器学习技术,他们能够识别出神经元发育的不同阶段,从干细胞到未成熟的神经元,其中许多处于分裂阶段。
为了定位这些细胞,研究人员使用了两种可以显示不同基因在组织中活跃位置的技术:RNAscope和Xenium。
这些方法确认了新形成的细胞位于海马体的一个特定区域——齿状回(dentate gyrus)。这一区域对记忆形成、学习和认知灵活性至关重要。
研究结果显示,成人神经元的前体细胞与小鼠、猪和猴子的类似,但在哪些基因活跃方面存在一些差异。
此外,不同个体之间也存在显著差异——一些成年人拥有大量神经祖细胞,而另一些人则几乎没有。
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